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科技工作者之家 2020-08-31
来源:材料科学前沿
人类众多的行为和方式,仰仗于人体DNA的表达。时至今日,人类之所以能对DNA进行测序,是因为发现了它是核苷酸组成的,如此一来,DNA的测序变得可行。
作为多功能金属-有机框架(MOFs),由于其主链包含多种有机功能或金属离子(可变单元),因而具有高度选择性分离和催化作用,其性能优于功能化较低的简单框架。尽管可变单元的类型和比例可以用来量化MOFs,但确定它们的空间排序仍是一个挑战。或许,可变单位在MOF中的序列可类比DNA中的核苷酸,这样就可以像人类对DNA测序一样,对MOFs进行测序。
众所周知,DNA的异质性是采用酶测序来表征的,但对于MOFs,传统的如X射线晶体学和核磁共振等方法,并不能反映其实质,因为它们测量的是大量样本的统计平均值。从根本上说,一直没有办法区分用相同的金属成分合成的同一化合物的晶体,在这种晶体中,金属很可能采用不同的顺序类型。由于缺乏对混合金属MOFs进行表征的能力,阻碍了人类对其的研究和更复杂系统的发展。
近日,来自德国鲁尔-波鸿大学的Tong Li和美国加州大学伯克利分校&劳伦斯·伯克利国家实验室的Omar M. Yaghi等研究者采用原子探针断层扫描,对包含钴(Co)、镉(Cd)、铅(Pb)和锰(Mn)的混合物多元金属有机框架-74中金属-氧化物棒晶体进行了测序。它们的空间排列遵循许多不同的场景,这里归为四类:随机、短期、长期重复(同种金属相邻,其数量定义为重复体大小)和插入(金属插入另一个金属类型的重复体)(图1)。
图1 实验研究法研究者通过原子探针断层扫描(APT)显示了金属离子的异质空间序列的存在,根据使用的金属和合成温度,依次为随机(Co、Cd 120℃),短的重复(Co、Cd 85℃),长时间的重复(Co、Pb、85℃)和插入(Co、Mn、85℃)。该研究成果以题为“Sequencing of metals in multivariate metal-organic frameworks”的论文发表在《Science》上。【图文详解】来源:材料科学最前沿 材料科学前沿
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1NDc0NTY4OA==&mid=2247489007&idx=2&sn=28410b220cdd6b5125010de98be43081&chksm=e9c1d8d8deb651ceb6f3c31931e13982da1a073da6f74be78be9ae993d2c5fb38eba0020a391#rd
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