Stick-Slip Motion of ssDNA over Graphene

Wir haben molekulardynamische Simulationen von Nano­mani­pulations­experi­menten an kurzen, einzelsträngigen DNA-Ketten durchgeführt, die auf einer Graphen­oberfläche elastisch bewegt wurden. Nach einer kurzen Transiente wurden reprodu­zierbaren Stick-Slip-Zyklen an Ketten aus 10 Einheiten von Thymin, Cytosin, Adenin und Guanin beobachtet. Die Zyklen haben die Periodizität des Graphen­substrats und finden über eine Zwischen­stufe statt, die als Eintauchen in die Sägezahn­schwankungen der seitlichen Kraft auftritt, die aufge­zeichnet wird, während die Ketten mani­puliert werden. Guanin weist bemerkenswerte Unter­schiede zu den anderen Basen auf, da in diesem Fall eine geringere Anzahl von Nukleotiden an dem Substrat haftet. Dennoch sind die Größen der statischen Reibung und der lateralen Steifigkeit für alle Ketten ähnlich (30 pN bzw. 0,7 N/m pro adsor­biertem Nukleotid).