Las imágenes del AFM de los nanoparticles a'cido-revestidos thioctic del oro limitan a la DNA ligada en un substrato de la mica.
Fig. 1: Productos típicos de la reacción entre la DNA y las partículas del oro.
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Las imágenes del AFM de los nanoparticles a'cido-revestidos thioctic del oro limitan a la DNA ligada en un substrato de la mica. Fig. 1: Productos típicos de la reacción entre la DNA y las partículas del oro. |
La capacidad de montar nanoparticles en órdenes, redes, y circuitos de una manera exacta y controlada es dominante a la fabricación de una variedad de nanodevices. Redes de las islas nano'metro-clasificadas del metal o del semiconductor, o el quántum puntea, puede exhibir una variedad de fenómenos del quántum, con usos en dispositivos ópticos, los sensores nano'metro-clasificados, las arquitecturas de computadora avanzadas, las memorias ultra densas, y ciencia y tecnología de la qua'ntum-informacio'n. El desafío es que la fabricación con la precisión del nanoscale de los órdenes del nanoparticle en una época y una manera rentable sigue siendo una tarea formidable. El interés en el concepto de nanostructures uno mismo-montados condujo a la idea de usar la DNA como un andamio o plantilla para el montaje programado de los órdenes del nanoscale. La DNA se puede modificar con los grupos funcionales en los sitios predeterminados para tener en cuenta el accesorio de otras moléculas de una manera específica. Hemos diseñado y hemos demostrado un nuevo acercamiento para los nanoparticles obligatorios a la DNA. Los nanoparticles de Functionalized covalente están limitados a las bases internas, químicamente modificadas en la DNA double-stranded sin la presencia de la desestabilización "mellan" a lo largo de la espina dorsal de la DNA. Además, divulgamos un acercamiento para thiolating un extremo del producto de DNA/nanoparticle y unirlo a una superficie del oro. La capacidad de unir un o ambo extremos del complejo de DNA/gold, después de la generación del patrón deseado, a los contactos o a los electrodos fijos es necesaria para la fabricación de los nanodevices.
Fig. 2: Primer del límite de la DNA a las partículas del oro. |
Los oligonucleotides de la DNA fueron diseñados con las bases amino-modificadas para el accesorio al ácido carboxylic functionalized partículas del oro. Dos secuencias double-stranded de la DNA fueron utilizadas para los nanoparticles obligatorios. La DNA de la secuencia 1 era 22 pares bajos largos con dos sitios obligatorios para el oro por la molécula de la DNA. La separación entre los sitios obligatorios del oro era 3.7 nm. La DNA de la secuencia 2 era 30 pares bajos largos, tenía un sitio obligatorio del oro por la molécula de la DNA, y, después de la ligadura, una separación 10.5 del nm entre los sitios obligatorios. Para la proyección de imagen del AFM, la DNA fue ligada para producir moléculas más largas que serían más fáciles a la imagen. Los nanoparticles del oro con dos diversas capas de apaciguamiento fueron probados. Las partículas con un diámetro medio de 1.5 nm fueron sintetizadas con una capa ácida mercaptosuccinic, y las partículas aproximadamente 2.5 nm de tamaño estuvieron cubiertas con el ácido thioctic que cada partícula tiene grupos carboxyl reactivos múltiples en su superficie. Para disminuir la probabilidad para una partícula que ataba a muchos grupos amino en la DNA, el methylamine fue utilizado para bloquear a algunos de los grupos carboxyl en el oro. El methylamine fue elegido para este propósito debido a su tamaño y semejanza pequeños a la cadena lateral del metileno que contenía al grupo amino en la DNA. La reacción entre el grupo amino en la DNA y el grupo carboxyl en la partícula del oro fue facilitada usando un método químico estándar para ensamblar a grupos carboxyl a los grupos amino. El análisis de los productos por el electrophoresis y la microscopia atómica de la fuerza (AFM) del gel demostró las partículas del oro limitadas a la DNA. Además, los espectros de la absorbencia de los nanoparticles del oro en la presencia de la DNA proporcionan la evidencia de atar. Esta técnica trata una necesidad básica de montar nano'metro-escala objetos de una manera programable y en una manera paralela, del fondo para arriba.
Investigación de K. A. Stevenson, G. Muralidharan, L. maya, J. C. Wells, J. Barhen, y T.G. Thundat, centro para la investigación avanzada de la ciencia de la ingeniería, ORNL; para los detalles vea "Attachement covalente del oro Nanoparticles a las plantillas de la DNA", J. Nanosci. Nanotech (sometido, 2002).
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