L'ADN peuvent agir comme des velcro pour Nanoparticules

Published on November 17, 2010 at 6:20 PM

L'ADN peut faire plus que directe comment les organes de notre fait - il peut également ordonner la composition de nombreux types de matériaux, selon une nouvelle étude de l' Département américain de l'Energy Laboratory de l'Argonne National .

Argonne chercheur Byeongdu Lee et ses collègues à l'Université Northwestern ont découvert que des brins d'ADN peuvent agir comme une sorte de nanoscopiques "Velcro" qui lie différentes nanoparticules ensemble. «Il est généralement difficile de contrôler précisément l'assemblage de ces types de nanostructures», a déclaré Lee. «En utilisant l'ADN, nous empruntons la puissance de la nature."

Argonne chercheur Byeongdu Lee a déterminé que différentes formes de nanoparticules d'or, au-dessus et en dessous, va s'auto-assembler dans des configurations différentes lorsqu'il est attaché à un seul brin d'ADN.

Le "Velcro" effet de l'ADN est causée par la molécule "bouts collants", qui sont des régions de nucléotides non appariés - les éléments constitutifs de l'ADN - qui sont aptes à se lier chimiquement à leurs paires de bases partenaires, tout comme dans nos gènes. Lorsque des régions suffisamment semblables les uns les autres contacts, liaisons chimiques forment un treillis rigide. Les scientifiques et les ingénieurs pensent que ces nanostructures complexes ont le potentiel pour former la base de nouvelles matières plastiques, l'électronique et des carburants.

En 2008, Lee et ses collègues attachés à l'ADN des nanoparticules sphériques d'or, espérant contrôler la façon dont les particules se ranger dans compactes, cristaux ordonnés. Ce processus est appelé nanoparticules «emballage», et Lee croit que par l'apposition d'ADN pour les nanoparticules, il pouvait contrôler la manière dont ils emballés ensemble. «Les matériaux qui sont emballés différemment - même si elles sont faites de la même substance - Il a été démontré à exposer radicalement différentes propriétés physiques et chimiques», a déclaré Lee.

Bien que l'expérience 2008 a montré que l'ADN semblait contrôler cette instance de l'emballage nanosphère, on ne savait pas si l'effet se produirait avec des géométries différentes nanoparticules. L'expérience plus récente s'est penchée sur différentes formes de nanoparticules afin de déterminer si leurs contours affecté la façon dont ils ont emballé.

Selon Lee, les nanoparticules sphériques dans l'expérience précédente avait tendance à se ranger dans l'un des deux types distincts de cristaux cubiques: un cube à faces centrées (un simple cube avec des nanosphères à chaque vertex et celles supplémentaires situé au milieu de chaque face) ou un cube centrée sur le corps (un simple cube avec un nanosphère supplémentaires situés dans le milieu du cube lui-même). Le type de réseau que les nanoparticules formées a été déterminée par la façon dont le "bouts collants" fixés sur les nanoparticules jumelés.

Dans l'expérience plus récente, la forme des particules qui a changé la structure finale du matériau, mais seulement dans la mesure où elle modifié la façon dont l'ADN "sticky ends" attachés les uns aux autres. En fait, l'étude a montré que dodécaédrique (12 faces) nanoparticules disposées dans un face-centrée de configuration cubes tandis octaédrique (8 faces) des nanoparticules formées centrée sur le corps des cubes - même lorsque les nanoparticules étaient attachés à des brins d'ADN identiques. "Nous pouvons être en mesure de faire tous les différents types de structures d'emballage des nanoparticules, mais la structure qui sera le résultat sera toujours celui qui maximise la quantité de liaison", at-il dit.

"Le face-structure cubique centrée est la façon la plus compacte pour les nanoparticules à se ranger, tandis que le cube centrée sur le corps est légèrement moins compact. La liaison à l'ADN est vraiment la vraie force contrôlant la construction du réseau", at-il ajouté.

Un document basé sur la recherche, "l'ADN des nanoparticules super-réseaux formés à partir de blocs de construction anisotrope», paru dans le numéro du 3 Octobre de Nature Materials.

Last Update: 20. November 2011 15:40

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