Îmbunătățirea ingineriei cristalelor cu ADN

Îmbunătățirea ingineriei cristalelor cu ADN

Marca temporală: 8 mai 2023, ora 11:27
Nodul sursă: 2637423
08 mai 2023 (Știri Nanowerk) Anchetatorii din Northwestern au demonstrat că reglarea fină a puterii interacțiunii ADN poate îmbunătăți ingineria cristalelor coloidale pentru a le îmbunătăți utilizarea în crearea unei game de nanomateriale funcționale, potrivit unui studiu recent publicat în ACS Nano (“Programming Nucleation and Growth in Colloidal Crystals Using DNA”). Chad Mirkin, PhD, profesor de Medicină în Divizia de Hematologie și Oncologie, George B. Rathmann Profesor de Chimie la Colegiul de Arte și Științe Weinberg din Northwestern și director al Institutului Internațional pentru Nanotehnologie, a fost autorul principal al studiului. Ingineria cristalelor coloidale cu ADN implică modificarea nanoparticulelor în echivalenți de atomi programabili, sau „PAE”, care sunt utilizate pentru a forma cristale coloidale care pot fi apoi utilizate pentru proiectarea secvențelor de ADN programabile, sintetice. Cel mai recent, acest proces s-a concentrat pe controlul dimensiunii și formei cristalului, cu toate acestea, chiar și cu metodele stabilite, poate fi dificil să se separe formarea sau nuclearea cristalelor și creșterea. O imagine care afișează o vedere schematică a unui cristal miez-înveliș O imagine care afișează o vedere schematică a unui cristal miez-înveliș; regiunea roșie conține nanoparticule de aur cu ADN „sămânță”, iar regiunea de coajă galbenă conține nanoparticule de argint cu ADN „de creștere”. (Imagine: laboratorul Mirkin) „Cristale noi se pot nuclea pe tot parcursul procesului, în timp ce cele existente cresc pe tot parcursul procesului și, astfel, puteți avea niște cristale foarte mici care s-ar putea forma mai târziu în proces și altele mari care cresc tot timpul și ajungi cu o populație cu adevărat neuniformă în ceea ce privește dimensiunile cristalelor. Deci, încercarea de a separa aceste două evenimente, creșterea de formarea inițială a cristalului, a fost problema pe care am vrut să o abordăm”, a spus Kaitlin Landy, doctorand la Departamentul de Chimie din Colegiul de Arte și Științe Weinberg și co-conducător. autorul studiului. În cadrul studiului, echipa lui Mirkin a explorat modul în care puterea interacțiunii ADN poate fi utilizată pentru a separa nuclearea și creșterea în cristalizarea coloidală. Pentru a face acest lucru, echipa a creat două grupuri de nanoparticule complementare: un lot conține perechi de baze complementare, numite PAE „semințe”, iar celălalt care conține perechi de baze nepotrivite pentru a face PAE „de creștere”. „Așadar, aveți cristalele inițiale [particulele de „sămânță”] care formează o soluție, iar apoi, mai târziu, cele mai slabe [particulele de „de creștere”] pot crește peste ceea ce este deja acolo”, a spus Kyle Gibson , un bursier postdoctoral în laboratorul Mirkin și un co-autor principal al studiului. Folosind această metodă, anchetatorii au reușit să îmbunătățească uniformitatea cristalului. Ei ar putea, de asemenea, să selecteze în mod independent nanoparticulele și secvența învelișului ADN și, în esență, să le amestece și să le potrivească, permițându-le să încorporeze diferite tipuri de materiale în cristale. „Un lucru care credem că este cu adevărat puternic în avans este să ne gândim la modul în care putem urmări aceste procese [de cristalizare] folosind diferite miezuri de particule”, a adăugat Gibson. „Această metodă poate fi folosită pentru a realiza aceste structuri interesante de miez-cochilie într-o singură etapă, care anterior necesitau mai multe etape cu stabilizarea post-sintetică a primului cristal înainte de a doua etapă de creștere”, a spus Landy. „Cu aceste două forțe diferite de interacțiune ADN-ului, dacă putem eticheta în esență unde se îndreaptă diferitele tipuri de particule în structura finală, este util să investigăm acele întrebări fundamentale.”

Timestamp-ul:

Mai mult de la Nanowerk