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电容折纸传感模块用于测量神经外科机器人牵开器中的力
摘要 - 在神经外科手术中，软机器人有可能对传统金属工具引入显着的好处，以便它们能够安全地与精致的组织相互作用。在本文中，我们引入了概念验证柔软的电容折纸传感模块（OSM），该模块可以在神经外科缩回期间测量力。使用折纸风格的设计和制造原理，将OSM易于折叠并集成在软机器人牵开器中，该牵开器与脑组织相互作用，在致动后生成外科工作空间。我们演示了对力和折叠的单个OSM信号响应。我们进一步表征了完全组装的软机器人牵开器中的OSM响应，以折叠和在0-5 n上的折叠和应用程序的应用，显示0.38 N的平均预测误差和分辨率为0.25N。牵开器的传感能力均在维特罗模型上验证，以证明0.06 N和Neurosursursurosursurosursursurosursursursurosursurosursurosur ossurosursursurosursursurosursursurosursurosursursursursursursursursursursursursursursursursursursurosursurosursist。
自组装折纸神经探针用于可扩展、多功能、三维神经接口 Dongxiao Yan 1 *，Jose Roberto Lopez Ruiz 1 *，
自组装折纸神经探针，用于可扩展、多功能、三维神经接口 Dongxiao Yan 1*、Jose Roberto Lopez Ruiz 1*、Meng-Lin Hsieh 1、Daeho Jeong 1,2、Mihály Vöröslakos 3、Vittorino Lanzio 1、Elisa V. Warner 4、Eunah Ko 1、Yi Tian 1、Paras R. Patel 5、Hatem ElBidweihy 6、Connor S. Smith 6、Jae-Hyun Lee 2、Jinwoo Cheon 2、György Buzsáki 3、Euisik Yoon 1,2,5,7 ** 1 密歇根大学电气工程与计算机科学系，密歇根州安娜堡。 2 韩国首尔延世大学基础科学研究所 (IBS) 纳米医学中心和高级科学研究所纳米生物医学工程研究生课程 (Nano BME)。3 纽约大学朗格尼医学中心神经科学研究所，纽约，纽约州。4 密歇根大学计算医学和生物信息学系，密歇根州安娜堡。5 密歇根大学生物医学工程系，密歇根州安娜堡。6 美国海军学院电气与计算机工程系，马里兰州安纳波利斯。7 密歇根大学机械工程系，密歇根州安娜堡。* 同等贡献作者 ** 通讯作者摘要 柔性皮层内神经探针因其可减少组织反应而在高分辨率神经记录中延长寿命而备受关注。然而，传统的单片制造方法在以下方面遇到了重大挑战：(i) 扩大电生理记录位点的数量；(ii) 整合其他生理传感和调节；以及 (iii) 配置成三维 (3D) 形状以用于多面电极阵列。我们报告了一种创新的自组装技术，该技术允许实现灵活的折纸神经探针作为克服这些挑战的有效替代方案。通过使用磁场辅助混合自组装，可以将具有各种模态的多个探针以精确对准的方式堆叠在一起。使用这种方法，我们展示了一种多功能设备，该设备在单个柔性探针上集成了可扩展的高密度记录位点、多巴胺传感器和温度传感器。同时展示了大规模、高空间分辨率的电生理学以及局部温度感应和多巴胺浓度监测。通过使用最佳可折叠设计和毛细管力将平面探针缠绕在直径为 80~105 μm 的细纤维上，组装了高密度 3D 折纸探针。通过集成在 3D 折纸探针表面的神经元大小的微型 LED (μLED) 的照明可以实现定向光遗传学调控。我们可以识别探针周围 360° 的角度异质单元信号和神经连接。通过在行为小鼠中对 64 通道堆叠探针进行长达 140 天的长期记录来验证探针的寿命。借助所介绍的模块化、可定制的组装技术，我们展示了一种新颖且高度灵活的解决方案，以适应多功能集成、通道缩放和 3D 阵列配置。1. 简介增强记录能力和集成多模态是神经探针开发的两个基本需求。高通道数神经探针已证明其
通过介观模拟阐明的DNA折纸折叠的机制
许多实验和计算工作试图了解DNA折叠的折叠，但是此过程的时间和长度尺寸构成了显着的挑战。在这里，我们提出了一种使用可切换力场的介观模型来捕获单链和双链DNA基序的行为以及它们之间的过渡，从而使我们能够模拟DNA折纸的折叠，最多可达几个千千目标。对小结构的布朗动力学模拟揭示了一个层次折叠过程，涉及将其拉入的折叠前体，然后结晶成最终结构。我们阐明了各种设计选择对折叠顺序和动力学的影响。较大的结构显示出异质的主食掺入动力学，并且在亚稳态状态中频繁捕获，而不是表现出第一阶动力学和实际上无缺陷的折叠的更容易接近的结构。该模型开辟了一条途径，以更好地理解和设计DNA纳米结构，以提高产量和折叠性能。
通过在百里香独立的DNA折纸支架上显示多价抗原显示的抗体反应
基于蛋白质的病毒样颗粒（P-VLP）通常用于空间组织抗原并通过多价抗Gen显示器增强体液免疫。但是，p-vlps是胸腺依赖性抗原，它们是自我免疫原性的，可以诱导可能中和平台的B细胞反应。在这里，我们研究了使用SARS-COV-2峰值蛋白的受体结合结构域（RBD）的多价抗原显示的替代性DNA折纸，这是Neu-Tralization抗体反应的主要靶标。用基于DNA的VLP（DNA-VLP）对小鼠进行顺序免疫，以依赖于显示的抗原和T细胞帮助的抗原价值的方式，会在SARS-COV-2中保护对SARS-COV-2的中和抗体。重要的是，与p-vlps相比，免疫血清不包含针对DNA支架的抗体抗体，而P-VLP会引起针对靶抗原和支架的强B细胞记忆。因此，DNA-VLPS增强了目标抗原免疫原性，而无需产生支架定向免疫，从而为颗粒疫苗设计提供了重要的替代材料。
由DNA折纸膜制成的自组装细胞尺度容器
DNA折纸为精确定义的分子纳米结构的序列可编程生成具有100 nm的大小提供了一种方法。该领域的一个新边界是由DNA折纸亚基制成的上层建筑，它需要除了用于DNA折纸本身的策略。当前方法面临的挑战包括结构和脱离目标组装的复杂性，成本和开发时间的增加。在这里，我们证明了如何受到脂质的结构和相互作用的辐射对称折纸亚基，该脂质的结构和相互作用组织成巨大的DNA折纸单层膜，这些膜可以被读取以形成囊泡或空心管，直径为100 nm至100 nm至1 µm。DNA折纸膜是一种空前的隔室化方法，为自下而上的生物学和细胞尺度软机器人技术打开了新的可能性。
DNA折纸结构的机械变形
摘要：基于DNA的折纸模板已被广泛用于制造手性等离子材料，因为它们以所需构型的精确控制了纳米颗粒（NP）的精确控制。然而，不可避免地，达到各种手势反应需要改变基于DNA折纸的模板或结合位点的结构，从而导致使用显着不同的DNA链。在这里，我们提出了一种使用单个DNA折纸设计，使用其化学机械变形，以通过DNA Intercalator诱导的化学机械变形来控制各种手术响应。只能通过改变介导剂的浓度来细微地调节手势反应。银（Ag）增强功能用于通过扩大NP并通过将模板DNA结构僵硬来扩大手术信号。此外，可以通过介导者的类型，两个介导器的混合物以及DNA折纸结构的刚度来调节手法信号中的灵敏度向介导者的浓度变化。这种方法对于需要对手术响应进行编程的空间修改的各种光学应用将很有用。关键字：手流响应，等离激元纳米颗粒，DNA纳米技术，介导器，Ag增强，圆形二科主义C
热波动（最终）展开纳米级折纸
折纸是变形机器人技术，可部署结构的规模不变范式（例如卫星，救灾避难所，医疗支架）和具有可调的热，机械或电磁特性的超材料。使用折纸原理以及2D材料或DNA都引起了人们的兴趣，以设计各种纳米级设备。在这项工作中，我们认识到小规模设备容易受到熵热波动的影响，因此是小规模折纸与其稳定性有关的基本问题，即折纸结构由于热波动而倾向于“展开”和随之而来的展开速度。要正确理解这些基于折纸的纳米版的行为，我们必须同时考虑折纸的几何力学以及热波动，熵排斥力，范德华的吸引力和其他分子尺度现象之间的相互作用。在这项工作中，为了阐明在纳米级折纸设备演变的富裕行为，我们开发了折叠纳米级床单的最小统计力学模型。我们使用该模型来研究（1）纳米级折纸结构的热力学多稳定性以及（2）热波动推动其展开的速率，即其时间稳定性。我们首次识别出一种熵扭矩，这是展开过程的关键驱动力。对于多层石墨烯）和温度，在该温度下不能稳定折叠。热力学多稳定性和时间稳定性都对折纸的弯曲刚度，其折痕的曲率，环境温度，其厚度和界面能量（折叠层之间）都有非平凡的依赖性。具体来说，对于石墨烯，我们表明存在一个临界侧长，在此不再以稳定性折叠；同样，存在临界直径，膜厚度（例如为了研究热驱动的展开速率，我们将Kramers的逃生速率理论扩展到了能量的最小孔出现在边界处的情况。展开的速率被发现从有效零到瞬时，并且在展开速率上温度，几何形状和机械性能之间存在明显的相互作用。
湿实验室部分：建筑DNA折纸小管
任务4：用落叶显微镜检查长管ePluorecence显微镜是一种光学显微镜，用于观察荧光标记的标本。荧光显微镜检测到荧光团，它们是可以在一个波长下吸收光并在更长波长下发光的分子。我们将用yoyo-1荧光染料染色DNA管组装溶液，并在落叶显微镜下对样品进行图像。步骤1：用FOB20步骤2将10 nm管稀释到5nm中：移液管混合2μl5 nm管，用2μl1.25μmyoyo-1稀释。等待10分钟步骤3：在载玻片和盖玻片上都吹动压缩的氮气，以除去表面上的灰尘：移液器1.8μl的溶液在载玻片上，并用盖玻片步骤5：显微镜上的成像
接近定量连接会导致DNA折纸对核酸酶和细胞裂解物的抗性
在DNA折纸中结合主食的情况有限，这对于它们与热和机械处理以及化学和生物学环境至关重要。在这里，在折纸中的尼克斯的天然骨干连接中证明了两种近定量连接方法：i）助溶剂溶质二甲基亚氧化二甲基亚氧化二甲基（DMSO）辅助酶结扎和ii）CNBR通过CNBR进行的无酶化学结扎。两种方法在2D折纸中达到了90％以上的连接，只有CNBR方法在3D折纸中导致了≈80％的连接，而单位酶的连接率却产生了31-55％（2D）或22-36％（3D）。只有CNBR方法可用于3D折纸。CNBR介导的反应在5分钟内完成，而DMSO方法进行了隔夜。通过这些方法的结扎提高了最大30°C的结构稳定性，电泳过程中的稳定性以及随后的提取，以及针对核酸酶和细胞裂解物。这些方法在成本，反应时间和效率方面很简单，无聊且优越。