Adhesion Induced DNA Naturation
DNA吸附和自然化通过耦合到固体表面的两个相互作用的柔性均聚物来建模。如果解开两条链的熵增益克服了结合能的损失，DNA就会变性。当吸附到表面上时，熵增益小于本体中的熵增益，导致更强的结合，并且在忽略自避免时，不存在变性相。现在考虑结合势太弱而不能自然化，表面势太弱而不能吸附单链的情况。在变分的方法，它表明，它们的联合行动可能会导致自然的吸附相。推导了不存在自然化和吸附的条件。定性地构造了相图。
2005-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Kinetic control of the coverage of oil droplets by DNA-functionalised colloids
我们报告了一项研究的可逆吸附的DNA涂层胶体互补功能化油滴。我们表明，它是可能的控制胶体颗粒的油滴的表面覆盖率，利用这一事实，即在缓慢吸附，成分逮捕发生之前，结构逮捕发生。因此，我们可以制备胶体包覆的油滴与“冻结”程度的加载，但完全遍历胶体动力学的液滴。我们说明了吸附的胶体相的平衡性质，通过探索准二维（2D）相行为的吸附胶体的影响下的耗尽相互作用。我们提出了一个简单的模型，说明了组成逮捕和结构遍历的性质模拟。
2016-03-18 cond-mat.soft
DNA-coated Functional Oil Droplets
许多工业软材料通常在其配方的核心包括水包油（O/W）乳液。通过使用可调节的界面稳定剂，这种乳液可以自组装成复杂的结构。几十年来，DNA一直被用作硬胶体和最近的软胶体之间的温敏性高特异性结合剂。到目前为止，用DNA官能化的乳液液滴具有相对低的涂层密度，并且扩大规模是昂贵的。在这里，一个通用的O/W的DNA涂层方法使用功能性非离子两亲性嵌段共聚物，两嵌段和三嵌段，提出。表面活性剂的亲水性聚乙二醇末端用叠氮化物官能化，从而允许通过应变促进的炔-叠氮化物点击反应将二苯并环辛烷官能化的DNA有效、密集和受控地偶联至聚合物。该协议是容易扩展的，由于三块的商业可用性。不同的生产方法（超声处理、微流体和膜乳化）与不同的油（十六烷和硅油）一起使用，以生产各种尺寸范围（亚微米、$\sim 20\,\mathrm{μm}$和$> 50\,\mathrm{μm}$）的功能性液滴，展示了该方案的通用性。热可逆的亚微米乳液凝胶，分层的“乌藨子”液滴和控制液滴从一个平面的DNA涂层表面释放证明。使用动态光散射和光学显微镜评价乳液稳定性和多分散性。该方法的通用性和简单性在软物质和生物技术研究和工业发展中开辟了新的应用。
2017-10-21 cond-mat.soft
Motile Escherichia coli-laden Droplets Exhibit Reduced Adhesion and Anomalous Wetting Behavior
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Indian Institute of Science（印度科学学院）
研究通过实验发现，含活大肠杆菌的液滴比含死菌的液滴表面粘附力更低，且浓度越高粘附力越小，原因是活菌的鞭毛运动抵抗蒸发驱动流，产生集体动力学，促进接触线解钉，从而降低粘附。
2026-07-02 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Sequence design-based control of DNA droplets formed from phase separation of DNA nanostructures
DNA具有实现可控液-液相分离（LLPS）系统的潜力，因为其碱基序列的设计导致可编程的相互作用。在这里，我们开发了一种新的基于DNA的LLPS系统，使我们能够创建“DNA液滴”，并通过设计DNA纳米结构的序列来控制它们的动态行为。我们能够通过设计序列来改变DNA液滴形成所需的相分离温度。此外，通过序列设计和酶促反应来控制Janus形液滴的融合、分裂和形成。此外，用序列设计的DNA修饰蛋白质允许将它们捕获到特定的液滴中。总的来说，我们的研究结果提供了一个新的平台，设计的相行为的大分子结构，并铺平了道路，为新的应用程序的序列设计的DNA在创建细胞模拟，合成无膜细胞器，和人工分子系统。
2019-07-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Controlling the size and adhesion of DNA droplets using surface-active DNA molecules
本研究利用可结合DNA纳米星的长DNA作为表面活性剂，通过其刷状结构产生的分离压实现了DNA液滴尺寸与粘附性的调控，为生物分子液滴的基础研究与应用提供了新方法。
2023-10-03 cond-mat.soft physics.bio-ph
The crucial role of adhesion in the transmigration of active droplets through interstitial orifices
活性流体液滴是一类表现出由能量供应维持的自主运动的软材料。这样的系统已被证明捕捉典型的生物细胞的运动机制，是理想的候选人作为构建块的药理学，组织工程和芯片上的实验室设备的兴趣的软仿生材料的制造。虽然它们的行为在无约束环境中得到了很好的建立，但对它们在强约束下的动力学知之甚少。在这里，我们数值研究的物理微通道内迁移的活性极性流体的液滴托管的收缩与粘合剂性能，并报告证据的一个惊人的各种动态制度和形态特征，其属性关键取决于液滴的速度和弹性，限制的程度内的收缩和收缩的孔隙。我们的研究结果表明，非均匀的粘附力是有助于使通过狭窄的孔口的交叉，在较大的差距，速度和弹性之间的仔细平衡是足以保证过渡。这些观察结果可能有助于改进人工微游泳者的设计，材料科学和制药学的兴趣，并可能用于微流体装置中的细胞分选。
2023-02-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Specificity, flexibility and valence of DNA bonds guide emulsion architecture
DNA相互作用的特异性和热可逆性使得晶体结构、自复制材料和胶体分子能够自组装。由于DNA配体的流动性和它们在结合液滴之间形成的补丁，将DNA接枝到乳液的液体界面上导致令人兴奋的新的建筑可能性。在这里，我们表明，这些粘附补丁（化合价）的大小和数量是可以控制的。化合价2导致乳液液滴的柔性聚合物，而高于4的化合价导致刚性液滴网络。一个简单的热力学模型定量地描述了增加的补丁大小与液滴半径，DNA浓度和刚度的系链的粘性端。所述斑块在具有互补DNA链的液滴之间形成，或者可替代地，具有互补胶体纳米颗粒以介导液滴之间的DNA结合。这种乳液系统通过不同的DNA键打开了更复杂结构的定向自组装的途径，这些DNA键具有不同的强度和受控的价态和灵活性。
2013-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spatial Organization of Phase-separated DNA Droplets
本文研究DNA纳米星相分离液滴的自发超均匀结构，揭示其源于近平衡布朗运动，并证明该现象普遍适用于经历布朗运动的相分离体系，为液滴组织机制及超材料应用奠定基础。
2023-07-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Direct measurement of DNA-mediated adhesion between lipid bilayers
可变形介观单元之间的多价相互作用在生物学中是普遍存在的，其中膜大分子介导相邻活细胞之间以及细胞与固体基质之间的相互作用。最近，类似的人工材料已经通过用选择性接头，特别是短DNA序列官能化顺应性布朗单元（例如乳液液滴和脂质囊泡）的外表面来合成。这一发展扩大了DNA作为选择性胶水的适用范围，最初适用于固体纳米和胶体颗粒。在非常可变形的脂质囊泡上，多价相互作用的统计效应和膜的机械变形之间的耦合引起复杂的涌现行为，正如我们最近所证明的[Parolini et al.，Nature Communications，2015，6，5948]。在这些系统中观察到的复杂现象学的几个方面仍然缺乏定量的实验表征和基本的理解。在这里，我们专注于DNA介导的多价相互作用的一个单一的脂质体粘附到一个平坦的支持双层。这种简化的几何形状使得能够估计由作用于脂质体的DNA介导的粘附力引起的膜张力。我们的实验研究完成了形态学测量和表征的DNA熔融过渡，探测原位福斯特共振能量转移光谱。实验结果进行了比较与分析理论的预测，耦合的囊泡的变形的移动连接器的统计力学的完整描述。最多只有一个拟合参数，我们的理论能够半定量地匹配实验数据，确认基本假设的质量。
2015-04-16 cond-mat.soft physics.bio-ph
Marangoni droplets of dextran in PEG solution and its motile change due to coil-globule transition of coexisting DNA
University of Tsukuba（筑波大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本研究通过马兰戈尼对流生成可移动的脱氧核糖核酸液滴，并利用DNA的coil-globule转变实现环境响应的运动变化，为自主小机器人设计提供新思路。
2024-06-26 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Cation accumulation drives the preferential partitioning of DNA in an aqueous two-phase system
The University of Tokyo（东京大学）；Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.（德累斯顿莱布尼茨聚合物研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Keio University（庆应义塾大学）
阳离子积累通过静电相互作用驱动DNA在Dex丰富的水两相系统中优先分配，揭示了生物分子相分离的物理机制。
2025-12-09 cond-mat.soft
Diverse, Distinct, and Densely Packed DNA Droplets
本文以DNA纳米星系统为研究对象，通过粘性末端键序列工程探究序列设计与相多样性的关系，实验创建9种不同纳米星相，揭示快速温度淬灭的玻璃态动力学效应，为复杂混合物相分离热力学及多相液滴结构工程化提供见解。
2025-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Volume and porosity thermal regulation in lipid mesophases by coupling mobile ligands to soft membranes
短的DNA接头越来越多地被用于驱动布朗物体的特定自组装。DNA功能化的胶体可以组装成具有定制形态的有序或无定形材料。最近，同样的方法已被应用于顺应性单位，包括乳液液滴和脂质囊泡。这些基底的液体结构引入了新的自由度：系链可以扩散和重新排列，从根本上改变相互作用的物理性质。与液滴不同，囊泡极易变形，DNA介导的粘附会导致显著的形状调整。我们研究实验的热响应的对和网络的DNA-拴系的脂质体和观察两个有趣的和可能有用的集体性质：负热膨胀和可调孔隙率的脂质体网络。一个模型提供了一个彻底的理解这一意想不到的现象的开发，解释了新兴的性能之间的相互作用的温度依赖性的变形的囊泡和DNA介导的粘附力。
2015-01-09 cond-mat.soft
Kinetic Pathways of the DNA Melting Transition
我们调查的DNA熔化过渡的动力学途径，使用可变范围版本的波兰-Scheraga（PS）和Peyrard-Dauxois-Bishop（PDB）模型的DNA。在PS模型中，我们构造了φ ^4-场论来计算临界液滴轮廓、初始生长模式和表征旋节线附近磁化率发散的指数。在PDB模型中，我们使用平均场分析来计算磁化率指数。我们比较这些理论结果与Monte Carlo和布朗动力学模拟PS和PDB模型，分别。我们发现，通过增加相互作用的范围，系统可以被带到接近pseudosinodal，并且在这个区域中的成核液滴是扩散的，与经典成核理论预测的紧凑液滴相反。
2013-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
The Thermodynamics of Endosomal Escape and DNA Release from Lipoplexes
阳离子和中性脂质与DNA的复合物（脂质复合物）正在成为基因治疗应用的有前途的载体。它们的吸引力源于它们的非致病性和它们在热平衡条件下自组装的事实。Lipoplex粘附于细胞质膜启动称为转染的三阶段过程，其由（i）内吞作用、（ii）Lipoplex分解和（iii）DNA释放随后基因表达组成。由于成功的转染需要lipoplex降解，它往往受到lipoplex热力学稳定性的阻碍;然而，已知转染过程可以自发进行。在这里，我们使用一个简单的模型来研究控制转染的热力学驱动力。我们证明，在胞吞作用[阶段（i）]之后，脂复合物变得固有地不稳定。这种不稳定性，这是由脂质复合物的阳离子脂质和包膜质膜的阴离子脂质之间的相互作用触发的，是熵控制的，涉及脂质的再混合和反离子释放。我们的详细计算表明，在阶段（ii）的自由能增益是近似线性的$Φ_+$，阳离子脂质在lipoplex的摩尔分数。这种自由能增益$ΔF$降低了包封和lipoplex双层之间的融合屏障，这产生了允许DNA释放的孔[阶段（iii）]。$ΔF$和阳离子脂质分数之间的线性关系解释了实验观察到的在层状脂质复合物中用$Φ_+$的转染效率的指数增加。
2016-02-18 cond-mat.soft physics.bio-ph
Entropic phase separation of linked beads
我们从理论上研究了由遥爪聚合物连接的微乳液液滴的瞬态网络的模型系统，并解释了最近的实验结果。尽管液滴或聚合物链之间没有任何特定的相互作用，我们预测，随着每滴聚合物的数量增加，系统经历一阶相分离成一个致密的，高度连接的相，与稀释液滴平衡，由聚合物环装饰。相变是纯熵的，并且由液滴的平移熵和它们之间的聚合物连接的构型熵之间的相互作用驱动。由于它是由熵效应主导的，系统的相分离机制是非常强大的，不依赖于网络的具体物理实现。所讨论的模型也适用于其他聚合物连接的颗粒聚集体，例如与短DNA接头连接的纳米颗粒。
2004-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
High-throughput and long-term observation of compartmentalized biochemical oscillators
我们报告分裂的振荡DNA电路到$\sim 700$液滴与皮升体积。在恒温下孵育后，液滴显示持续振荡，可以观察到超过一天。叠加到散装行为，我们发现两个有趣的新现象-车厢和运动学空间波之间的缓慢去离子化-并调查其可能的起源。这种方法提供了一种途径来研究小体积效应在生物学中的影响，并铺平了道路，以技术应用的分隔分子程序控制复杂的动力学。
2015-11-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
A Coarse-Grained Simulation Model for Self-Assembly of Liquid Droplets Featuring Explicit Mobile Binders
本文提出一种显式表示移动结合位点的粗粒化分子动力学模型，通过动力学控制优化液滴聚合物链产率，并揭示其折叠机制，为实验可编程设计提供指导。
2023-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
