Les images d'AFM des nanoparticles acide-enduits thioctic d'or bondissent à l'ADN ligaturée sur un substrat de mica.
Fig. 1: Produits typiques de la réaction entre l'ADN et les particules d'or.
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Les images d'AFM des nanoparticles acide-enduits thioctic d'or bondissent à l'ADN ligaturée sur un substrat de mica. Fig. 1: Produits typiques de la réaction entre l'ADN et les particules d'or. |
La capacité d'assembler des nanoparticles dans des rangées, des réseaux, et des circuits d'une façon précise et commandée est principale à la fabrication d'une variété de nanodevices. Réseaux des îles nanomètre-classées en métal ou de semi-conducteur, ou le quantum pointille, peut exhiber une variété de phénomènes de quantum, avec des applications dans des circuits optiques, sondes nanomètre-classées, architectures d'ordinateur avancées, mémoires ultra denses, et science et technologie de l'quantum-information. Le défi est que la fabrication avec la précision de nanoscale des rangées de nanoparticle d'un moment et d'une façon rentable demeure une formidable chargent. L'intérêt pour le concept des nanostructures de art de l'auto-portrait-assembled a mené à l'idée d'employer l'ADN comme échafaudage ou calibre pour l'ensemble programmé des rangées de nanoscale. L'ADN peut être modifiée avec les groupes fonctionnels aux emplacements prédéterminés pour tenir compte de l'attachement d'autres molécules d'une façon spécifique. Nous avons conçu et avons démontré une nouvelle approche pour les nanoparticles obligatoires à l'ADN. Des nanoparticles de Functionalized sont en covalence liés aux bases internes et chimiquement modifiées sur l'ADN bicaténaire sans présence de la déstabilisation "entaille" le long de l'épine dorsale d'ADN. En outre, nous rapportons une approche pour thiolating une extrémité du produit de DNA/nanoparticle et l'attacher sur une surface d'or. La capacité d'attacher une ou les deux extrémités du complexe de DNA/gold, après génération du modèle désiré, aux contacts ou aux électrodes fixes est nécessaire pour la fabrication de nanodevices.
Fig. 2: Plan rapproché de limite d'ADN aux particules d'or. |
Des oligonucléotides d'ADN ont été conçus avec les bases aminé-modifiées pour l'attachement à l'acide carboxylique functionalized des particules d'or. Deux ordres bicaténaires d'ADN ont été employés pour les nanoparticles obligatoires. L'ADN de l'ordre 1 était 22 paires basses longues avec deux accepteurs pour l'or par molécule d'ADN. La séparation entre les accepteurs d'or était 3.7 nm. L'ADN de l'ordre 2 était 30 paires basses longues, a eu un accepteur d'or par molécule d'ADN, et, après ligature, une séparation 10.5 de nm entre les accepteurs. Pour la formation image d'AFM, l'ADN a été ligaturée pour produire de plus longues molécules qui seraient plus faciles à l'image. Des nanoparticles d'or avec deux couches isolantes différentes ont été examinés. Des particules avec un diamètre moyen de 1.5 nm ont été synthétisées avec un enduit acide mercaptosuccinic, et les particules approximativement 2.5 nm dans la taille ont été enduites de l'acide thioctic que chaque particule a les groupes carboxyliques réactifs multiples sur sa surface. Afin de diminuer la probabilité pour une particule liant à beaucoup de groupes d'animés sur l'ADN, la méthylamine a été employée pour bloquer certains des groupes carboxyliques sur l'or. La méthylamine a été choisie à cette fin en raison de sa petites taille et similitude à la chaîne latérale de méthylène contenant le groupe d'animés sur l'ADN. La réaction entre le groupe d'animés sur l'ADN et le groupe carboxylique sur la particule d'or a été facilitée en utilisant une méthode chimique standard pour joindre les groupes carboxyliques aux groupes d'animés. L'analyse des produits par l'électrophorèse de gel et la microscopie atomique de force (AFM) a montré les particules d'or liées à l'ADN. En outre, les éventails d'absorbance les nanoparticles d'or en présence de l'ADN fournissent l'évidence de lier. Cette technique satisfait un besoin de base de se réunir nanomètre-mesurent des objets d'une façon programmable et d'une mode parallèle, du fond vers le haut.
Recherche par K. A. Stevenson, G. Muralidharan, L. Maya, J. C. Wells, J. Barhen, et T.G. Thundat, centre pour la recherche avançée de la Science de technologie, ORNL ; pour des détails voir "l'Attachement covalent de l'or Nanoparticles aux calibres d'ADN", J. Nanosci. Nanotech (soumis, 2002).
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