Il DNA Può Agire Come Velcro per le Nanoparticelle

Published on November 17, 2010 at 6:20 PM

Il DNA può fare più diretto come gli organismi nostri hanno fatto - può anche dirigere la composizione di molti generi di materiali, secondo un nuovo studio dal Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti il Laboratorio Nazionale del Argonne.

Il ricercatore Byeongdu Lee di Argonne ed i suoi colleghi alla Northwestern University hanno scoperto che i fili di DNA possono fungere insieme da genere “di Velcro„ nanoscopic quel nanoparticelle differenti di legature. “È generalmente difficile da gestire precisamente il montaggio di questi tipi di nanostructures,„ Lee ha detto. “Usando il DNA, stiamo prendendo in prestito la potenza della natura.„

Il ricercatore Byeongdu Lee di Argonne ha determinato che le forme differenti delle nanoparticelle dell'oro, sopra e sotto, auto-monteranno nelle configurazioni differenti una volta fissate ai singoli fili di DNA.

L'effetto “del Velcro„ del DNA è causato dalle estremità appiccicose della molecola “,„ che sono regioni di nucleotidi spaiati - le particelle elementari di DNA - che sono suscettibili di saldare chimicamente ai loro partner della coppia di basi, appena come nei nostri geni. Quando le regioni sufficiente simili si contattano, i legami chimici formano una grata rigida. Gli Scienziati e gli ingegneri ritengono che questi nanostructures complessi abbiano il potenziale di costituire la base di nuova plastica, di elettronica e di combustibili.

Nel 2008, Lee ed i suoi colleghi hanno fissato il DNA alle nanoparticelle sferiche fatte di oro, sperando di gestire il modo che le particelle si sistemano nei cristalli compatti e ordinati. Questo trattamento è chiamato nanoparticella “l'imballaggio,„ e Lee ha creduto che affiggendo il DNA alle nanoparticelle, potrebbe gestire come hanno imballato insieme. “I Materiali che sono imballati diversamente - anche se sono fatti dalla stessa sostanza - sono stati indicati per presentare drammaticamente i beni fisici e chimici differenti,„ Lee ha detto.

Mentre l'esperimento 2008 ha indicato che il DNA è sembrato gestire che l'istanza dell'imballaggio del nanosphere, non sia conosciuta se l'effetto si sarebbe presentato con differenti geometrie di nanoparticella. L'esperimento più recente ha esaminato le forme differenti delle nanoparticelle per determinare se i loro contorni hanno pregiudicato come hanno imballato.

Secondo Lee, le nanoparticelle sferiche nell'esperimento più iniziale hanno teso a sistemarsi in uno di due tipi separati di cristalli cubici: un cubo fronte di taglio-centrato (un cubo semplice con i nanospheres ad ogni vertice ed a quei supplementari situati in mezzo ad ogni fronte di taglio) o un cubo organismo-centrato (un cubo semplice con un nanosphere supplementare situato in mezzo al cubo stesso). Il tipo di grata che le nanoparticelle hanno formato è stato determinato da come “le estremità appiccicose„ hanno fissato alle nanoparticelle accoppiate insieme.

Nell'esperimento più recente, la forma delle particelle ha cambiato la struttura definitiva del materiale, ma soltanto in quanto si è alterata come il DNA “estremità appiccicose„ ha fissato l'un l'altro. Infatti, lo studio ha indicato che nanoparticelle dodecaedriche (12-sided) sistemate in una configurazione cubica fronte di taglio-centrata mentre le nanoparticelle ottaedriche (8-sided) formate organismo-hanno centrato i cubi - anche quando le nanoparticelle sono state fissate ai fili identici di DNA. “Possiamo potere fare tutti i tipi differenti delle strutture dell'imballaggio di nanoparticella, ma la struttura che risulterà sarà sempre quella che massimizza la quantità di associazione,„ ha detto.

“La struttura cubica fronte di taglio-centrata è il modo più compatto affinchè le nanoparticelle si sistemi, mentre il cubico organismo-centrato è leggermente meno compatto. L'associazione del DNA è realmente la forza vera che gestisce la costruzione della grata,„ ha aggiunto.

Un cartaceo sulla ricerca, “superreticoli di DNA-nanoparticella formati dalle particelle elementari anisotrope„, comparse nell'emissione del 3 ottobre dei Materiali della Natura.

Last Update: 11. January 2012 19:35

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