Forbedring af krystalteknik med DNA

08. maj 2023 (Nanowerk nyheder) Nordvestlige efterforskere har vist, at finjustering af DNA-interaktionsstyrke kan forbedre kolloid krystalteknik for at forbedre deres anvendelse til at skabe en række funktionelle nanomaterialer, ifølge en nylig undersøgelse offentliggjort i ACS Nano (“Programming Nucleation and Growth in Colloidal Crystals Using DNA”). Chad Mirkin, PhD, professor i medicin i afdelingen for hæmatologi og onkologi, George B. Rathmann professor i kemi ved Northwesterns Weinberg College of Arts and Sciences og direktør for International Institute for Nanotechnology, var seniorforfatter af undersøgelsen. Kolloid krystalteknik med DNA involverer modifikation af nanopartikler til programmerbare atomækvivalenter eller "PAE'er", som bruges til at danne kolloide krystaller, der derefter kan bruges til at designe programmerbare, syntetiske DNA-sekvenser. Senest har denne proces fokuseret på at kontrollere krystalstørrelse og -form, men selv med etablerede metoder kan det være svært at adskille krystaldannelse eller kernedannelse og vækst. Et billede, der viser en skematisk visning af en kerne-skal krystal; den røde region indeholder guld-nanopartikler med "frø"-DNA, og den gule skal-region indeholder sølv-nanopartikler med "vækst"-DNA. (Billede: Mirkin laboratorium) "Nye krystaller kan danne kerne under hele processen, mens de eksisterende vokser gennem hele processen, og så du kan have nogle meget små krystaller, der kan dannes sent i processen, og store, der vokser hele tiden, og du ender med en virkelig uensartet befolkning i forhold til størrelserne af krystallerne. Så det at prøve at adskille disse to begivenheder, væksten fra den indledende krystaldannelse, var det problem, vi ønskede at løse,” sagde Kaitlin Landy, en ph.d.-studerende ved Institut for Kemi i Weinberg College of Arts and Sciences og medleder forfatter til undersøgelsen. I undersøgelsen undersøgte Mirkins team, hvordan DNA-interaktionsstyrke kan bruges til at adskille nukleation og vækst i kolloid krystallisering. For at gøre dette oprettede holdet to grupper af komplementære nanopartikler: en batch indeholdende komplementære basepar, kaldet "frø" PAE'er, og den anden indeholdende mismatchede basepar for at lave "vækst" PAE'er. "Så du har dine første krystaller ['frø'-partikler], der danner en opløsning, og på et senere tidspunkt er dine svagere ['vækst'-partikler] i stand til at vokse oven på, hvad der allerede er der, sagde Kyle Gibson , en postdoc-stipendiat i Mirkin-laboratoriet og medforfatter af undersøgelsen. Ved hjælp af denne metode var efterforskerne i stand til at forbedre krystalens ensartethed. De kunne også uafhængigt udvælge nanopartikler og DNA-skalsekvensen og i det væsentlige blande og matche dem, hvilket giver dem mulighed for at inkorporere forskellige typer materialer i krystallerne. "En ting, som vi synes er virkelig stærk fremadrettet, er at tænke på, hvordan vi kan spore disse [krystallisering]-processer ved at bruge forskellige partikelkerner," tilføjede Gibson. "Denne metode kan bruges til at lave disse interessante kerne-skal strukturer i et enkelt trin, som tidligere krævede flere trin med postsyntetisk stabilisering af den første krystal før det andet væksttrin," sagde Landy. "Med disse to forskellige DNA-interaktionsstyrker, hvis vi i det væsentlige kan mærke, hvor de forskellige typer partikler går hen i den endelige struktur, er det nyttigt at undersøge disse grundlæggende spørgsmål."

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
• Udmøntning af fremtiden med Adryenn Ashley. Adgang her.
• Køb og sælg aktier i PRE-IPO-virksomheder med PREIPO®. Adgang her.
• Kilde: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62958.php