Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

DNA kan agera som kardborrband för nanopartiklar

Published on November 17, 2010 at 6:20 PM

DNA kan göra mer än direkt hur kroppar vår gjorde - det kan också sammansättningen av de många typer av material, enligt en ny studie från US Department of Energy har Argonne National Laboratory .

Argonne forskare Byeongdu Lee och hans kollegor vid Northwestern University upptäckte att delar av DNA kan fungera som ett slags nanoskopiska "Velcro" som binder olika nanopartiklar tillsammans. "Det är i allmänhet svårt att exakt kontrollera monteringen av dessa typer av nanostrukturer", sa Lee. "Genom att använda DNA, vi lånar naturens makt."

Argonne forskare Byeongdu Lee har beslutat att olika former av guld nanopartiklar, ovan och nedan, kommer själv montera in i olika konfigurationer när den är bunden till enstaka DNA-strängar.

Den "Velcro" effekten av DNA orsakas av molekylens "klibbiga slutar", som är regioner av oparade nukleotider - byggstenarna i DNA - som är benägna att binda kemiskt till sin bas-pair partner, precis som i våra gener. När tillräckligt likartade regioner kontakt med varandra, kemiska bindningar utgöra ett fast galler. Vetenskapsmän och ingenjörer tror att dessa komplexa nanostrukturer har potential att ligga till grund för nya plast, elektronik och bränslen.

Under 2008 Lee och hans kolleger knutna DNA till sfäriska nanopartiklar av guld, i hopp om att kontrollera hur partiklarna ordna sig till kompakta, beställt kristaller. Denna process kallas nanopartiklar "förpackning" och Lee trodde att genom att anbringa DNA till nanopartiklar, han kunde kontrollera hur de packade ihop. "Material som är förpackade på olika sätt - även om de är gjorda av samma ämne - har visat att ställa ut dramatiskt olika fysikaliska och kemiska egenskaper", sa Lee.

Medan 2008 experiment visade att DNA visade att kontrollera att förekomsten av NanoSphere packning var det inte känt om effekten skulle inträffa med olika nanopartiklar geometrier. De senaste försöket tittade på olika former av nanopartiklar för att avgöra om deras konturer påverkas hur de packade.

Enligt Lee, tenderade sfäriska nanopartiklar i tidigare experiment att ordna sig i en av två skilda typer av kubiska kristaller: en face-centrerad kub (en enkel kub med nanospheres vid varje hörn och ytterligare sådana som ligger i mitten av varje ansikte) eller ett organ-centrerad kub (en enkel kub med en extra NanoSphere ligger i mitten av kuben själv). Den typ av gitter som bildade nanopartiklar bestämdes av hur "sticky ends" knuten till nanopartiklar paras ihop.

I den senare experimentet gjorde partiklarnas form förändra materialets slutliga struktur, men bara i den mån det förändrat hur DNA "sticky ends" knutna till varandra. I själva verket visade studien att dodecahedral (12-sidig) nanopartiklar ordnade i ett ansikte kubiska konfiguration medan oktaedrisk (8-sidig) nanopartiklar bildas kroppscentrerade kuber - även när nanopartiklar var knutna till identiska DNA-strängar. "Vi kanske kan göra alla olika typer av strukturer nanopartiklar packning, men den struktur som kommer att resultera kommer alltid att vara den som maximerar summan av bindande", sa han.

"Ansiktet kubiska strukturen är den mest kompakta sättet för nanopartiklar att ordna sig, medan kroppen kubiska är något mindre kompakt. DNA-bindning är verkligen den sanna kraft som styr byggandet av gitter," tillade han.

Ett papper baserat på forskning, "DNA-nanopartiklar supergitter bildas från anisotropa byggstenar", dök upp i oktober 3 Utfärdande av Nature Materials.

Last Update: 4. October 2011 04:43

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit