JP2010505419A5

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Publication number: JP2010505419A5
Application number: JP2009531443A
Authority: JP
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2027-10-03

Claims

第一の核酸配列で機能化された第一のタイプの粒子であって、第一の配列が、結合核酸の一本鎖セグメントおよび中性核酸のセグメントを含む前記粒子と、
第二の核酸配列で機能化された第二のタイプの粒子であって、第二の配列が、結合核酸の一本鎖セグメントおよび中性核酸のセグメントを含む前記粒子とを含む粒子凝集体であって、
第一および第二のタイプの粒子は、第一および第二の核酸配列の結合セグメントに沿って形成される二本鎖核酸のリンカーで結合し、結合した粒子は、会合して粒子凝集体を形成し、中性核酸の少なくとも１つのセグメントが、二本鎖であり、および
粒子凝集体が長距離結晶性秩序を示す、
前記粒子凝集体。
第一の核酸配列が、ＲＮＡおよびＰＮＡからなる群から選択される核酸を含む、請求項１に記載の粒子凝集体。
第一および第二の核酸配列がＤＮＡを含み、かつ任意に、
第一および第二のＤＮＡ配列の結合セグメントが、相互に相補的であり、
リンカーが、第二のＤＮＡ配列の結合セグメントとハイブリダイズする第一のＤＮＡ配列の結合セグメントを含むか、または、
リンカーが、第一のＤＮＡ配列の結合セグメントおよび第二のＤＮＡ配列の結合セグメントをハイブリダイズする第三の核酸配列を含み、
ここで、リンカーが、さらに、中性核酸の配列を含んでもよく、
第一および第二のタイプの粒子が、相互に相補的でない一本鎖ＤＮＡで機能化されていてもよく、ここで該機能化されたＤＮＡ配列が夫々、フレキシブルな複数の塩基のスペーサを含み、ここで該スペーサが、少なくとも５塩基のポリ−ＴＤＮＡを含み、かつ
リンカーの中性配列が少なくとも５塩基の一本鎖ポリ−ＴＤＮＡを含む、請求項１に記載の粒子凝集体。
長距離結晶性秩序が、約１０粒子間間隔を超えて広がる、請求項１に記載の粒子凝集体。
長距離結晶性秩序が、三次元である、請求項１に記載の粒子凝集体。
中性核酸の複数のセグメントが、二本鎖である、請求項１に記載の粒子凝集体。
第一および第二のタイプの粒子が、異なる組成を有する、請求項１に記載の粒子凝集体。
第一のタイプの粒子が、約０．１から約１００マイクロメートルの大きさを有するマイクロオブジェクトを含む、請求項１に記載の粒子凝集体。
第一のタイプの粒子が、約１から約１００ナノメートルの大きさを有するナノオブジェクトを含み、第一のタイプのナノオブジェクトが、金属、半導体、誘電性および磁性からなる群から選択される特性を有してもよく、好ましくは、第一のタイプのナノオブジェクトが、金ナノオブジェクトである、請求項１に記載の粒子凝集体。
第三の核酸配列で機能化した第三のタイプのナノオブジェクトであって、第三の配列が結合核酸の一本鎖セグメントおよび中性核酸のセグメントを含む前記ナノオブジェクトをさらに含み、かつ
第一および第三のタイプの粒子は、第一および第三の核酸配列の結合セグメントに沿って形成された二本鎖核酸のリンカーによって結合されている、
請求項９に記載の粒子凝集体。
リンカーが、約１０から約２００塩基対の配列を含み、
第一の核酸配列の中性セグメントが、約３から約２００塩基を含むＤＮＡスペーサ領域を含み、および、
第二の核酸配列の中性セグメントが、約３から約２００塩基を含むＤＮＡスペーサ領域を含み、
リンカーＤＮＡが、好ましくは１５塩基対を含み、
第一の配列のＤＮＡスペーサ領域が、好ましくは３５塩基を含み、および、
第二の配列のＤＮＡスペーサ領域が、好ましくは３５塩基を含む、請求項９に記載の粒子凝集体。
粒子凝集の特性を制御する方法であって、
第一の結合領域および第一の中性領域を有する第一の核酸配列で第一種の粒子をキャップすること、
第二の結合領域および第二の中性領域を有する第二の核酸配列で第二種の粒子をキャップすること、
第一および第二の核酸配列の間の結合を形成すること、
核酸キャップされた粒子の結合した種の凝集体を作ること、
夫々の核酸配列の第一および第二の結合領域の長さおよび第一および第二の中性領域の長さを規定することによって、凝集体の特性を制御すること、
を含み、
ここで、中性領域の少なくとも１つのセグメントは二本鎖である、前記方法。
第一の核酸配列が、ＲＮＡまたはＰＮＡの配列を含むか、または、
第一の核酸配列が、ＤＮＡの配列を含む、請求項１２に記載の方法。
結合を形成することが、第一の核酸配列の第一の結合領域と、第三の核酸配列の第一の結合領域とをハイブリダイズすること、および、
第二の核酸配列の第二の結合領域と、第三の核酸配列の第二の結合領域とをハイブリダイズすること、を含むか、または、
結合を形成することが、第一の核酸配列の第一の結合領域と、第二の核酸配列の第二の結合領域とをハイブリダイズすることを含む、請求項１２に記載の方法。
相互作用しない核酸の配列で第三種の粒子をキャップすることをさらに含み、ここで第三種の粒子をキャップする相互作用しない核酸配列の濃度は約９５％未満である、請求項１２に記載の方法。
凝集体の特性を制御することが、第一種および第二種の粒子の間の結合数を制御することを含むか、または、
凝集体の特性を制御することが、凝集体の融解温度を制御することを含むか、または、
凝集体の特性を制御することが、粒子の間の粒子間距離を制御することを含むか、または、
凝集体の特性を制御することが、凝集体の凝集率を制御することを含むか、または、
凝集体の特性を制御することが、凝集体の形態を制御することを含む、請求項１２に記載の方法。
凝集体の形態を制御する場合、
粒子が、ナノオブジェクトであり、
凝集体の形態を制御することが、長距離三次元結晶性秩序を示す凝集体を形成すること、
好ましくは、アニールしていない凝集体を、その融解温度より低い温度でアニールすること、アニールした凝集体を、その融解温度より高い温度に加熱すること、および融解した凝集体を、その融解温度より低い温度に冷却して、長距離三次元結晶性秩序を示す凝集体を形成することを含む、請求項１６に記載の方法。
メタ材料を構築する方法であって、
第一のタイプの複数の粒子を第一の核酸配列で機能化すること、
第二のタイプの複数の粒子を第二の核酸配列で機能化すること、
第一の核酸配列が、少なくとも３つの一本鎖塩基の第一の群を含み、第一の群が第一の結合領域を形成し、
第二の核酸配列が、少なくとも３つの一本鎖塩基の第二の群を含み、第二の群が第二の結合領域を形成し、
第一の核酸配列が、少なくとも１つの中性領域を形成する、第二の核酸配列の複数の塩基と相補的でない核酸の第一の領域を含み、ここで、中性領域の少なくとも１つのセグメントは二本鎖であり、
第一の核酸配列を、第一の群の塩基に相補的な塩基の群と、第一の結合領域に沿ってハイブリダイズすること、
第二の核酸配列を、第二の群の塩基に相補的な塩基の群と、第二の結合領域に沿ってハイブリダイズすること、
ここで第一および第二のタイプの機能化した粒子は、それらの夫々のＤＮＡの機能化配列がハイブリダイズした領域で結合している、
第一および第二のタイプの機能化され、結合した粒子に凝集体を形成させること、
凝集体をアニーリングすること、
凝集体を融解すること、および
融解した凝集体をその融解温度よりも低い温度に冷却してメタ材料を形成すること、ここでメタ材料が長距離三次元結晶性秩序を示す、
を含む、前記方法
第一の核酸配列が、ＤＮＡの配列およびＲＮＡの配列からなる群から選択される、請求項１８に記載の方法。
結合した粒子に凝集体を形成させることが、結合した粒子に自己凝集させることを含む、請求項１８に記載の方法。
第一および第二のタイプの粒子が、ナノメートルのオーダーの大きさを有するナノオブジェクトである、請求項１８に記載の方法。
長距離三次元結晶性秩序を示すバイオインスパイアされたメタ材料を含み、ここで、メタ材料は、タイプ１および２の複数のナノオブジェクトを含み、タイプ１のナノオブジェクトは、結合領域および中性領域を含む第一の核酸配列で機能化され、ここで、中性領域の少なくとも１つのセグメントは二本鎖であり、タイプ２のナノオブジェクトは、結合領域および中性領域を含む第二の核酸配列で機能化され、機能化されたナノオブジェクトは、それらの夫々の結合領域のハイブリダイゼーションで結合され、結合されたナノオブジェクトは、非最密結晶構造に凝集し、
任意に、タイプ１および２のナノオブジェクトの結合領域が相互作用せず、
機能化されたナノオブジェクトが、第三の核酸配列の第一および第二の認識領域と、それらの夫々の結合領域のハイブリダイゼーションによって結合され、
第一の認識領域が、タイプ１のナノオブジェクトの結合領域と相補的であり、
第二の認識領域が、タイプ２のナノオブジェクトの結合領域と相補的である、
プラズモニック結晶。
第一および第二の核酸配列が、ＰＮＡの配列を含む、請求項２２に記載のプラズモニック結晶。
第一および第二の核酸配列が、ＤＮＡの配列、ＲＮＡの配列、並びに、ＲＮＡの配列とＤＮＡの配列からなる群から選択される、請求項２２に記載のプラズモニック結晶。
メタ材料が、体心立方結晶構造を有する、請求項２２に記載のプラズモニック結晶。
機能化されたナノオブジェクトが、結晶体積の約１０％未満を占める、請求項２２に記載のプラズモニック結晶。
結合セクションおよび中性セクションを含む核酸配列で夫々機能化された２つのタイプのナノオブジェクトを含むナノ粒子凝集を含む触媒であって、中性セクションの少なくとも１つのセグメントは二本鎖であり、
凝集が長距離結晶性秩序を示し、
長距離結晶性秩序が、非最密結晶構造を有する結晶を含み、
ナノ粒子凝集が、化学反応を触媒するように作動可能であり、
好ましくは、機能化したナノオブジェクトが、結晶の総体積の１０％未満を占有している、前記触媒。
非最密結晶構造が、体心立方結晶構造である、請求項２７に記載の触媒。
ナノ粒子凝集が、さらに第三のタイプのナノオブジェクトを含み、
ここで好ましくは、第三のタイプのナノオブジェクトが、相互作用しない核酸の配列で機能化され、ここで、第三のタイプのナノオブジェクトを機能化する相互作用しない核酸配列の濃度が、約９５％未満である、請求項２７に記載の触媒。
核酸配列が、ＰＮＡの配列、ＤＮＡの配列、ＲＮＡの配列、並びに、ＤＮＡの配列とＲＮＡの配列からなる群から選択され、好ましくは、配列がＲＮＡである場合、ＲＮＡの配列が、化学反応を触媒するように作動可能である、請求項２７に記載の触媒。
ナノ粒子凝集が、ナノ粒子凝集の表面に吸着される無機材料をさらに含み、無機材料が化学反応を触媒するように作動可能である、請求項２７に記載の触媒。