Cải thiện kỹ thuật tinh thể với DNA

Ngày 08 tháng 2023 năm XNUMX (Tin tức Nanowerk) Các nhà nghiên cứu ở Tây Bắc đã chứng minh rằng sức mạnh tương tác DNA tinh chỉnh có thể cải thiện kỹ thuật tinh thể keo để tăng cường sử dụng chúng trong việc tạo ra một loạt vật liệu nano chức năng, theo một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí ACS Nano (“Programming Nucleation and Growth in Colloidal Crystals Using DNA”). Chad Mirkin, Tiến sĩ, giáo sư Y khoa thuộc Khoa Huyết học và Ung thư, Giáo sư Hóa học George B. Rathmann tại Trường Cao đẳng Khoa học và Nghệ thuật Weinberg của Northwestern, đồng thời là giám đốc Viện Công nghệ nano Quốc tế, là tác giả chính của nghiên cứu. Kỹ thuật tinh thể keo với DNA bao gồm việc biến đổi các hạt nano thành các nguyên tử tương đương có thể lập trình được, hay “PAE”, được sử dụng để tạo thành các tinh thể keo mà sau đó có thể được sử dụng để thiết kế các chuỗi DNA tổng hợp, có thể lập trình. Gần đây nhất, quá trình này tập trung vào việc kiểm soát kích thước và hình dạng tinh thể, tuy nhiên, ngay cả với các phương pháp đã được thiết lập, có thể khó tách biệt sự hình thành, tạo mầm và phát triển của tinh thể. Một hình ảnh hiển thị sơ đồ của tinh thể lõi-vỏ; vùng màu đỏ chứa các hạt nano vàng có DNA “hạt giống” và vùng vỏ màu vàng chứa các hạt nano bạc có DNA “tăng trưởng”. (Ảnh: phòng thí nghiệm Mirkin) “Các tinh thể mới có thể tạo mầm trong suốt quá trình trong khi những tinh thể hiện có đang phát triển trong suốt quá trình, và vì vậy bạn có thể có một số tinh thể rất nhỏ có thể hình thành muộn trong quá trình và những tinh thể lớn đang phát triển trong suốt thời gian đó, và cuối cùng bạn sẽ có một quần thể không đồng nhất về kích thước của tinh thể. Vì vậy, cố gắng tách biệt hai sự kiện đó, sự phát triển từ sự hình thành tinh thể ban đầu, là vấn đề mà chúng tôi muốn giải quyết,” Kaitlin Landy, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Khoa Hóa học thuộc Trường Cao đẳng Khoa học và Nghệ thuật Weinberg, đồng tác giả cho biết. tác giả của nghiên cứu. Trong nghiên cứu, nhóm của Mirkin đã khám phá cách sử dụng cường độ tương tác DNA để phân tách quá trình tạo mầm và sự phát triển trong quá trình kết tinh keo. Để làm điều này, nhóm nghiên cứu đã tạo ra hai nhóm hạt nano bổ sung: một nhóm chứa các cặp bazơ bổ sung, được gọi là PAE “hạt giống”, và nhóm còn lại chứa các cặp bazơ không khớp nhau để tạo ra các PAE “tăng trưởng”. Kyle Gibson cho biết: “Vì vậy, bạn có những tinh thể ban đầu [hạt 'hạt giống] đang tạo thành dung dịch, và sau đó, những tinh thể yếu hơn [hạt 'tăng trưởng'] của bạn có thể phát triển bên trên những gì đã có ở đó”. , một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ trong phòng thí nghiệm Mirkin và là đồng tác giả chính của nghiên cứu. Sử dụng phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã có thể cải thiện tính đồng nhất của tinh thể. Họ cũng có thể chọn lọc hạt nano và trình tự vỏ DNA một cách độc lập, đồng thời trộn và kết hợp chúng một cách độc lập, cho phép chúng kết hợp các loại vật liệu khác nhau vào tinh thể. Gibson nói thêm: “Một điều mà chúng tôi nghĩ có tác dụng thực sự mạnh mẽ trong tương lai là suy nghĩ về cách chúng tôi có thể theo dõi các quá trình [kết tinh] này bằng cách sử dụng các lõi hạt khác nhau. Landy cho biết: “Phương pháp này có thể được sử dụng để tạo ra các cấu trúc vỏ lõi thú vị này chỉ trong một bước, vốn trước đây yêu cầu nhiều bước với sự ổn định sau tổng hợp của tinh thể đầu tiên trước bước tăng trưởng thứ hai”. “Với hai thế mạnh tương tác DNA khác nhau này, nếu về cơ bản chúng ta có thể xác định được vị trí của các loại hạt khác nhau trong cấu trúc cuối cùng, thì việc điều tra những câu hỏi cơ bản đó sẽ rất hữu ích”.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoAiStream. Thông minh dữ liệu Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Đúc kết tương lai với Adryenn Ashley. Truy cập Tại đây.
• Mua và bán cổ phần trong các công ty PRE-IPO với PREIPO®. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62958.php