Time-Gated DNA Photonic Wires with Förster Resonance Energy Transfer Cascades Initiated by a Luminescent Terbium Donor
Notice bibliographique
Résumé
Functional DNA nanotechnology is a rapidly growing area of research with many prospective photonic applications, including roles as wires and switches, logic operators, and smart biological probes and delivery vectors. Photonic wire constructs are one such example and comprise a Förster resonance energy transfer (FRET) cascade between fluorescent dyes arranged periodically along a DNA scaffold. To date, the majority of research on photonic wires has focused on setting new benchmarks for efficient energy transfer over more steps and across longer distances, using almost exclusively organic fluorescent dyes and strictly DNA structures. Here, we expand the range of materials utilized with DNA photonic wires by demonstrating the use of a luminescent terbium complex (Tb) as an initial donor for a four-step FRET cascade along a ∼15 nm long DNA/locked nucleic acid (LNA) photonic wire. The inclusion of LNA nucleotides increases the thermal stability of the photonic wires while the Tb affords time-gated emission measurements and other optical benefits. Time-gating minimizes unwanted background emission, whether from direct excitation of fluorescent dyes along the length of the photonic wire, from excess dye-labeled DNA strands in the sample, or from a biological sample matrix. Observed efficiencies for Tb-to-dye energy transfer are also closer to the predicted values than those for dye-to-dye energy transfer, and the Tb can be used as an initial FRET donor for a variety of next-in-line acceptors at different spectral positions. We show that the key to using the Tb as an effective initial donor is to optimally position the next-in-line acceptor dye in a so-called “sweet spot” where the FRET efficiency is sufficiently high for practicality, but not so high as to suppress time-gated emission by shortening the Tb emission lifetime to within the instrument lag or delay time necessary for measurements. Overall, the initiation of a time-gated FRET cascade with a Tb donor is a very promising strategy for the design, characterization, and application of DNA-based photonic wires and other functional DNA nanostructures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».