بهبود مهندسی کریستال با DNA

بهبود مهندسی کریستال با DNA

تمبر زمان: 8 مه 2023، 11:27 صبح
گره منبع: 2637423
08 مه 2023 (اخبار نانوورکبر اساس مطالعه‌ای که اخیرا منتشر شده است، محققان شمال غربی نشان داده‌اند که تنظیم دقیق قدرت برهمکنش DNA می‌تواند مهندسی بلورهای کلوئیدی را برای افزایش استفاده از آنها در ایجاد آرایه‌ای از نانومواد کاربردی بهبود بخشد. ACS نانو (“Programming Nucleation and Growth in Colloidal Crystals Using DNA”). چاد میرکین، دکترا، استاد پزشکی در بخش هماتولوژی و انکولوژی، جورج بی راثمان، استاد شیمی در کالج هنر و علوم واینبرگ نورث وسترن، و مدیر موسسه بین المللی نانوتکنولوژی، نویسنده ارشد این مطالعه بودند. مهندسی کریستال کلوئیدی با DNA شامل تغییر نانوذرات به معادل‌های اتمی قابل برنامه‌ریزی یا "PAEs" است که برای تشکیل کریستال‌های کلوئیدی استفاده می‌شوند و سپس می‌توانند برای طراحی توالی‌های DNA مصنوعی و قابل برنامه‌ریزی استفاده شوند. اخیراً، این فرآیند بر کنترل اندازه و شکل کریستال متمرکز شده است، با این حال، حتی با روش‌های شناخته شده، جدا کردن تشکیل کریستال یا هسته‌زایی و رشد می‌تواند دشوار باشد. تصویری که نمای شماتیکی از یک کریستال هسته پوسته را نشان می دهد تصویری که نمای شماتیکی از کریستال پوسته هسته را نشان می دهد. ناحیه قرمز حاوی نانوذرات طلا با DNA "دانه" و ناحیه پوسته زرد حاوی نانوذرات نقره با DNA "رشد" است. (تصویر: آزمایشگاه میرکین) «کریستال‌های جدید می‌توانند در طول فرآیند هسته‌ای شوند، در حالی که بلورهای موجود در طول فرآیند رشد می‌کنند، و بنابراین می‌توانید کریستال‌های بسیار کوچکی داشته باشید که ممکن است در اواخر فرآیند تشکیل شوند و بلورهای بزرگی که در تمام مدت در حال رشد هستند، داشته باشید. شما از نظر اندازه بلورها با یک جمعیت واقعا غیر یکنواخت مواجه می شوید. بنابراین، تلاش برای جدا کردن این دو رویداد، رشد از شکل‌گیری کریستال اولیه، مشکلی بود که می‌خواستیم به آن بپردازیم.» نویسنده مطالعه در این مطالعه، تیم Mirkin بررسی کردند که چگونه می توان از قدرت برهمکنش DNA برای جداسازی هسته و رشد در تبلور کلوئیدی استفاده کرد. برای انجام این کار، تیم دو گروه از نانوذرات مکمل ایجاد کرد: یک دسته حاوی جفت‌های پایه مکمل به نام PAEهای "دانه" و دیگری حاوی جفت‌های پایه نامتناسب برای ایجاد PAEهای "رشدی". کایل گیبسون گفت: «بنابراین، شما کریستال‌های اولیه خود [ذرات «دانه»] را دارید که در حال تشکیل محلول هستند، و سپس در زمان‌های بعدی، بلورهای ضعیف‌تر شما [ذرات «رشد»] می‌توانند در بالای آنچه قبلاً وجود دارد رشد کنند. ، یک محقق فوق دکتری در آزمایشگاه میرکین و یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه. با استفاده از این روش، محققین توانستند یکنواختی کریستال را بهبود بخشند. آنها همچنین می توانند به طور مستقل نانوذرات و توالی پوسته DNA را انتخاب کرده و اساساً آنها را با هم ترکیب کرده و با هم تطبیق دهند و به آنها اجازه دهند انواع مختلفی از مواد را در کریستال ها ترکیب کنند. گیبسون افزود: «یک چیزی که فکر می‌کنیم در حرکت رو به جلو واقعاً قدرتمند است، فکر کردن به این است که چگونه می‌توانیم این فرآیندهای [بلورسازی] را با استفاده از هسته‌های ذرات مختلف ردیابی کنیم». لندی گفت: «این روش را می توان برای ساخت این ساختارهای هسته-پوسته جالب در یک مرحله استفاده کرد، که قبلاً به چندین مرحله با تثبیت پس از سنتزی کریستال اول قبل از مرحله دوم رشد نیاز داشت. با این دو نقطه قوت برهمکنش DNA متفاوت، اگر بتوانیم اساساً محل قرارگیری انواع ذرات در ساختار نهایی را مشخص کنیم، بررسی این سؤالات اساسی مفید است.

تمبر زمان:

بیشتر از نانورک