用于信息存储与动态数据混淆的胶体DNA纳米聚集体文件分区应用

核酸的分子可编程性促进了构筑型 DNA/RNA 纳米结构的发展及其在新型材料与技术中的应用。我们报告了如何通过调控溶液的离子强度，形成不同类型的 DNA 和 RNA 纳米聚集体，这些聚集体可将编码于寡核苷酸文库中的数字信息进行捆绑整合。随着 DNA 或 RNA 悬浮液浸入盐浓度逐渐升高的溶液中，我们观察到聚集现象的出现。离子强度进一步增加会导致形成稳定、可重现且界定明确的聚集体。我们表明，这些纳米聚集体在室温下处于动力学捕获状态，能够稳定地分隔编码图像文件的 DNA 文库，并通过将 DNA 文库与具有唯一地址的寡核苷酸进行捆绑，实现针对特定文件的随机访问。借助简单的外部流体剪切或温度退火，这些纳米聚集文件可以被破坏，并重新形成打乱后的捆绑体，从而快速混淆数据。我们将这些纳米聚集体称为核酸 PACKeTs：通过动力学捕获实现的胶体 DNA/RNA 分隔聚集体（Partitioned Aggregates of Colloidal DNA/RNA through Kinetic Trapping）。总体而言，这些结果表明，通过深入理解离子胶体聚集的基本机制，可以实现对 DNA 和 RNA 文库的新型操控方式。这一认识有望催生新的功能，包括动力学捕获的数据分隔、随机访问，以及数据加密或混淆。

核酸的分子可编程性促进了构筑化 DNA/RNA 纳米结构的发展及其在新型材料与技术中的应用。我们报道了如何通过调控溶液的离子强度，形成不同类型的 DNA 和 RNA 纳米聚集体，这些聚集体可将编码于寡核苷酸文库中的数字信息进行捆绑。随着 DNA 或 RNA 悬浮液被置于盐浓度逐渐升高的溶液中，我们观察到聚集的发生起始。离子强度进一步增加后，会形成稳定、可重复且界定明确的聚集体。我们表明，这些纳米聚集体在室温下处于动力学俘获状态，能够稳定地对编码图像文件的 DNA 文库进行分区，并通过将 DNA 文库与具有唯一地址的寡核苷酸捆绑，实现针对特定文件的随机访问。通过简单的外部流体剪切或温度退火，这些纳米聚集文件可被破坏并重新形成打乱的捆束，从而快速混淆数据。我们将这些纳米聚集体称为核酸 PACKeTs：通过动力学俘获实现的胶体 DNA/RNA 分区聚集体（Partitioned Aggregates of Colloidal DNA/RNA through Kinetic Trapping）。总体而言，这些结果表明，对离子型胶体聚集的基础认识的深入能够实现对 DNA 和 RNA 文库的新型操控方式。这一理解可能带来新的功能，包括动力学俘获的数据分区、随机访问以及数据加密或混淆。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.25.747150v1?rss=1

🏷️ DNA纳米聚集体 核酸信息存储 离子强度调控 动力学捕获 数据混淆 随机访问