Préparation de Mica et Silicon substrats pour l'ADN Origami Analyse et Expérimentation

Résumé

Des procédés de nettoyage reproductibles pour les substrats utilisés dans la recherche sur l’origami d’ADN sont décrits, y compris le nettoyage RCA sur paillasse et la dérivation de l’oxyde de silicium. Des protocoles pour la préparation de surface, le dépôt d’ADN en origami, les paramètres de séchage et les configurations expérimentales simples sont illustrés.

Résumé

La nature conçue et la synthèse contrôlée en un seul pot de l’origami d’ADN offrent des opportunités intéressantes dans de nombreux domaines, en particulier la nanoélectronique. Beaucoup de ces applications nécessitent une interaction et une adhésion de nanostructures d’ADN à un substrat. En raison de sa nature atomiquement plate et facile à nettoyer, le mica a été le substrat de choix pour les expériences d’origami d’ADN. Cependant, les applications pratiques du mica sont relativement limitées par rapport à celles des substrats semi-conducteurs. Pour cette raison, un processus simple, stable et reproductible pour l’adhésion de l’origami d’ADN sur de l’oxyde de silicium dérivé est présenté ici. Pour favoriser l’adhésion des nanostructures d’ADN à la surface de l’oxyde de silicium, une monocouche auto-assemblée de 3-aminopropyltriéthoxysilane (APTES) est déposée à partir d’une solution aqueuse compatible avec de nombreuses photorésines. Le substrat doit être nettoyé de tous les contaminants organiques et métalliques à l’aide des procédés de nettoyage de Radio Corporation of America (RCA) et la couche d’oxyde native doit être gravée pour assurer une surface plane et fonctionnalisable. Les salles blanches sont équipées d’installations pour le nettoyage du silicium, mais de nombreux composants des tampons et solutions d’origami d’ADN ne sont souvent pas autorisés en raison de problèmes de contamination. Ce manuscrit décrit la configuration et le protocole de nettoyage du silicium en laboratoire à petite échelle pour les chercheurs qui n’ont pas accès à une salle blanche ou qui souhaitent intégrer des processus susceptibles de provoquer la contamination d’une paillasse blanche CMOS en salle blanche. De plus, les variables de régulation de la couverture sont discutées et la façon de reconnaître et d’éviter les problèmes courants de préparation des échantillons est décrite.

Introduction

D'abord présenté en 2006, l'ADN origami utilise la nature d'auto-assemblage d'oligonucléotides d'ADN pour produire des nanostructures concevables et très ordonnées. ¹ Une myriade de structures ont été signalés, allant de smiley face à verrouillée boîtes 3 ​​dimensions. ² ADN origami peut être fonctionnalisés avec diverses biomolécules et nanostructures, donnant lieu à des applications de recherche en nanoélectronique, la médecine et l'informatique quantique. ³ Cependant, l'analyse et de nombreuses applications futures ne sont pas seulement tributaire de la conception structurelle, mais aussi sur l'adhés....

Protocole

1. Expérience Planification et préparation Matériel

1. Déterminer la conception, de la concentration, et la fonctionnalité de l'origami d'ADN qui sera utilisé dans les expériences. ^14-16 Ici, nous utilisons un design ADN origami rectangle préparés 1x TAE / Mg ²⁺ solution (40 mM Tris-base 20 mM l'acide acétique, 2 mM d'EDTA et 12 mM d'acétate de magnésium, pH 8,0). ¹⁷
2. Autoclave tous les bons plans, des tubes et des récipients pour être utilisé. Ces matériaux doivent tous être compatibles autoclave.
3. Préparer un approvisionnement d'eau stérile pour le rinçage. Remplir un bocal stérile a....

Résultats

Deux variables dictent la couverture de l'ADN origami sur le substrat: concentration de la solution et de la durée d'exposition. Les caractéristiques d'adsorption de l'ADN origami sur le mica et APTES oxyde de silicium fonctionnalisés ont été précédemment rapporté. ¹³ La relation entre la concentration de l'ADN origami dans la solution de dépôt et les couvertures finales sur le mica sont résumées dans le tableau 1 et figure 2, montrant de plus en plus des .......

Discussion

Il ya plusieurs étapes qui doivent être souligné pour atteindre des résultats cohérents et idéales. Pour les échantillons de mica, après un rinçage stricte et approfondie et de séchage régime, comme dans les étapes 3.3 et 3.4, fera en sorte que des images de haute qualité de personne origami d'ADN peuvent être atteints en utilisant l'AFM sans les divers problèmes décrits dans la section des résultats représentatifs. D'une importance primordiale pour des échantillons de silicium est la propreté du substrat. E.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Eppendorf epT.I.P.S. Recharges, capacité 2-200  ; &mu ; l	VWR International, LLC	22491733	10 plateaux de recharge de 96
pointes Tubes de microcentrifugation, Polypropylène	VWR International, LLC	87003-290	0,65 ml, Natural
Research Plus Pippete - Monocanal - 20-200  ; &mu ; l	A. Daigger & Société, Inc.	EF8960F-3120000054 CHACUN	Pixel de recherche Plus à volume réglable
- Canal unique - 2-20  ; &mu ; l	A. Daigger & Société, Inc.	EF8960D-3120000038 CHACUN	Volume réglable
Scotch 237 Ruban adhésif double face permanent	Office Depot, Inc.	602710	3/4 » x 300 », paquet de 2
mélangeurs vortex	Thermo Scientific	M37610-33Q
Récipient à gaufrettes simple, 2 » (50 mm), 60 mm x 11  ; mm	Microscopie électronique Sciences	64917-2	6 par paquet
Plaquette de 6 po, type P, < Orientation 100>, avec plat primaire	Nova Electronic Materials, Ltd.
Gants d’examen en nitrile non poudrés	VWR International, LLC	82062-428	Le numéro de catalogue est pour les
sondes sans contact de haute précision de grande taille avec revêtement réfléchissant Au	K-Tek Nanotechnology, Inc.	HA_NC/15
Autoclave Pan	A. Daigger & Société, Inc.	NAL692-5000 EF25341C
Gants agressifs Sol-Vex II, Taille : 9-9.5 ; 15 mil, 13 pouces - 1 dz	Spectrum Chemical Mfg. Corp.	106-15055	Avant utilisation, rincer à l’eau et frotter ensemble jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de bulles sur les gants.
Pince à épiler PTFE 200 mm Carré	Dynalon Corp.	316504-0002
Feuilles de mica muscovite V-5	Microscopie électronique de qualité Sciences	71850-01	10 par paquet
Disque de mica, 10 mm	Ted Pella, Inc	50	Les disques de mica sont en option
Scriber Diamon Pen pour verrerie	VWR International, LLC	52865-005
Flacons à scintillation, verre borosilicaté, avec bouchon à vis - 20 ml	VWR International, LLC	66022-060	Caisse de 500, avec capuchon en polypropylène et doublure en feuille de pâte à papier
4 x 5 pouces dessus PC-200 Plaque chauffante, 120 V/60 Hz	Dot Scientific, Inc.	6759-200
Bocaux en verre à parois droites, ouverture large	VWR International, LLC	89043-554	Caisse de 254, bouchons avec doublure en pulpe/vinyle attachée
Bécher en verre de qualité standard, capacité de 250 ml	VWR International, LLC	173506
Béchers, PTFE	VWR International, LLC	89026-022	À utiliser avec le
verre de montre HF de forme peu profonde, 3"	VWR International, LLC	66112-107	Caisse de 12
conteneurs de stockage en plastique	VWR International, LLC	470195-354	Pour récipient secondaire
Thermomètres à liquide dans verre à usage général	VWR International, LLC	89095-564
Pince à épiler de haute précision et ultra fine	Microscopie électronique Sciences	78310-0
Écran facial en polycarbonate	Fisher ScientificInc.	18-999-4542
Tablier en néoprène	Fisher Scientific, Inc.	19-810-609
Gluconate de calcium, calgonate	W.W Grainger, Inc.	13W861	Tube, 25 g
Peroxyde d’hydrogène 30 % CR ACS 500 ml	Fisher Scientific, Inc.	H325 500
3-Aminopropyltriethoxysilane	et toxique Gelest Inc.	SIA0610.0-25GM	Laisser chauffer à température ambiante avant utilisation.
Hydroxyde d’ammonium, 2,5 L	Fisher Scientific, Inc.	A669-212	NOCIF ET TOXIQUE
Acide chlorhydrique	Fisher Scientific, Inc.	A144-212	NOCIF ET TOXIQUE
Acide fluorhydrique	Fisher Scientific, Inc.	A147-1LB
Nanoscope multimode nocif et toxique IIIa	Veeco Instruments, Inc.		Tout AFM capable de fonctionner en mode taraudage convient à l’analyse
Panier de trempage	Fabriqué en laboratoire	Fabriqué en laboratoire	Le panier de trempage a été fabriqué à l’aide du fond d’une bouteille en PTFE percée, d’une poignée en PTFE et de toutes les vis en PTFE.

GC49266 nocif