AbstractThe authors have investigated (a) the self-assembly of single-stranded DNA (ssDNA) on glass surfaces, and (b) the interaction of DNA with liquid crystals (LCs) on solid surfaces. The results suggest that ssDNA (compared to dsDNA) on the solid interface causes particularly different orientations in LCs. The LC molecules assume a uniform homeotropic orientation on the surface with a typical surface ssDNA coverage of ~2.4 × 1012 molecules per square cm. Once complementary DNA is hybridized on the surface, the homotropic orientation of the LCs becomes disrupted. This orientation transition can be visually observed by using a crossed polarizer. The findings were exploiting to design an assay for target DNA (= analyte DNA) that has an ~0.1 nM detection limit. The assay is highly selective and can easily differentiate target DNA from single-base mismatch and non-complementary DNA. In our perception, it represents a powerful, label-free and portable DNA detection scheme. Graphical abstractSchematic illustration of the mechanism for orientation behavior of a liquid crystal film supported on different surfaces. The homeotropic orientation of LC molecules was induced by ssDNA with appropriate surface coverage and was disrupted by ssDNA with lower or higher surface coverage or P1/T1 complex. 5CB: 4-Cyano-4′-pentylbiphenyl. TEA: Triethoxysilylbutyraldehyde.

中文翻译：

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使用表面固定化单链 D​​NA 基于液晶的 DNA 杂交检测

摘要作者研究了 (a) 单链 DNA (ssDNA) 在玻璃表面的自组装，以及 (b) DNA 与固体表面液晶 (LC) 的相互作用。结果表明固体界面上的 ssDNA（与 dsDNA 相比）在 LC 中引起特别不同的取向。LC 分子在表面上呈现均匀的垂直取向，典型的表面 ssDNA 覆盖率约为每平方厘米 2.4 × 1012 个分子。一旦互补 DNA 在表面杂交，LC 的同向性方向就会被破坏。这种取向转变可以通过使用正交偏光镜目视观察。研究结果旨在设计一种检测目标 DNA（= 分析物 DNA）的检测方法，检测限约为 0.1 nM。该检测具有高度选择性，可以轻松区分目标 DNA 与单碱基错配和非互补 DNA。在我们看来，它代表了一种强大的、无标记的、便携式的 DNA 检测方案。图形摘要：支撑在不同表面上的液晶薄膜取向行为机制的示意图。LC 分子的垂直取向由具有适当表面覆盖率的 ssDNA 诱导，并被具有较低或较高表面覆盖率的 ssDNA 或 P1/T1 复合物破坏。5CB：4-氰基-4'-戊基联苯。TEA：三乙氧基甲硅烷基丁醛。图形摘要：支撑在不同表面上的液晶薄膜取向行为机制的示意图。LC 分子的垂直取向由具有适当表面覆盖率的 ssDNA 诱导，并被具有较低或较高表面覆盖率的 ssDNA 或 P1/T1 复合物破坏。5CB：4-氰基-4'-戊基联苯。TEA：三乙氧基甲硅烷基丁醛。图形摘要：支撑在不同表面上的液晶薄膜取向行为机制的示意图。LC 分子的垂直取向由具有适当表面覆盖率的 ssDNA 诱导，并被具有较低或较高表面覆盖率的 ssDNA 或 P1/T1 复合物破坏。5CB：4-氰基-4'-戊基联苯。TEA：三乙氧基甲硅烷基丁醛。