Janus MoSSe 단일층을 이용한 인공적으로 확장된 유전 정보 시스템 DNA 감지: 밀도 범함수 이론 연구

인공적으로 확장된 유전 정보 시스템(AEGIS)을 통한 정형화된 유전 알파벳의 확장은 분자 진단, 치료 및 합성 생물학 분야에 기회를 제공합니다. 그러나 현재의 시퀀싱 및 검출 방법은 신호 중복성 및 합성 뉴클레오베이스에 대한 고해상도 레이블 없는 감지의 부재와 같은 생물물리학적 도전에 의해 종종 병목 현상을 겪고 있습니다. 반 데르 발스 보정을 포함한 밀도 범함수 이론 계산과 전자 수송 시뮬레이션을 통해 Janus MoSSe 단일층이 확장된 유전 알파벳을 레이블 없이 감지할 수 있는 다기능 플랫폼임이 밝혀졌습니다. 이들은 자연 및 합성 AEGIS 뉴클레오베이스를 뚜렷한 흡착 및 전자적 특성으로 구별하여 DNA, RNA 및 기타 인공 고분자의 시퀀싱을 위한 잠재적 경로를 제공합니다. 뉴클레오베이스는 주로 물리흡착을 통해 흡착하며 셀레늄으로 종료된 표면에서 황으로 종료된 쪽보다 더 강한 결합을 보입니다. 흡착은 MoSSe의 전도도 및 전송 특성을 염기별로 조절하여 전자적 구별을 가능하게 합니다. J와 같은 합성 제노뉴클레오베이스 및 G와 같은 자연 염기는 가장 강한 결합과 전자 결합을 보이는 반면, T와 같은 염기는 최소한의 상호작용을 나타냅니다. 전하 전달 및 밴드 구조 분석은 셀레늄 쪽보다 중간갭 상태를 통해 황 쪽에서 두드러진 p형 도핑 효과를 나타냅니다. 비평형 그린 함수(NEGF) 수송 계산은 염기 의존적 전송 및 전류 차이를 강조하여 MoSSe가 매우 선택적이고 민감한 분자 식별에 잠재적임을 시사합니다. 이러한 결과는 Janus MoSSe를 차세대 바이오센서의 유망한 후보 및 확장된 유전 알파벳 판독을 위한 보완적 접근법으로 확립합니다.