Name: DNA折り紙解析と実験のためのマイカとシリコン基板の作製 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-07-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 3 s
Description: 学ぶ DNAオリガミ実験用のマイカとシリコン酸化物基板の洗浄・作製法。RCA洗浄やイオン処理による表面修飾、DNA付着プロトコルを含む再現性のある前処理手法を解説。

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著者は、AFMの使用についてGary Bernstein博士に感謝します。

1.実験計画と材料の準備<ol><li>実験に使用されるDNA折り紙の設計、濃度、および機能を決定します。14〜16をここでは、/ Mg 2+を溶液（40mMのTris塩基、20mMの1×TAEで調製したDNA折り紙の長方形のデザインを使用します酢酸、2mMのEDTAおよび12mMの酢酸マグネシウム、pH8.0）で17 </li><li>すべてのチップ、チューブ、および容器をオートクレーブが使用されます。これらの材料は、互換性のあるすべてのオートクレーブでなければなりません。 </li><li>すすぎ用滅菌水の供給を準備します。 18MΩのxセンチ水約500mlで無菌の瓶を埋める、ホットプレート上の場所は、オフキャップで5分間沸騰し、ホットプレートのオフ瓶を取り、容器上に配置されただけで締め付けられていない蓋を冷まします。冷蔵庫に保管し、毎月または必要なときに新規供給を準備します。 </li></ol>マイカ基板を用意する2。 <ol><li> （適切なサイズに基板をカットはさみ1件センチ×1cmの正方形）。マイカは、薄くて脆いです。あるいは、切断を必要としない円盤状でマイカを購入。 </li><li>両面テープを使用して、雲母を切断。マイカは、イオンをインターカレーションにより分離さ鉱物の層で構成された両面テープに貼り付けたときに、それぞれの層が剥離することができる。18 <ol><li>それはテープにしっかりと接着されているを確認して、まだテープディスペンサーで両面テープでマイカの正方形を配置します。慎重マイカとテープ間のピンセットをスライドさせて、一番上の層を除去し、テープ上に残ることになります。すぐに除去した後、マイカ広場は、そのクリーンな側が下向きになります。コンテナに格納する前に、雲母をひっくり返していることを確認してください。 </li><li>ほとんどのトップ層と十分な洗浄の完全な除去を確実にするために、この3〜4回繰り返します。 </li></ol></li><li>あるいは、両面テープの切れ端で、容器やテーブルトップにマイカを接着し、sに二枚を使用にダニと最マイカ層を剥がします。別の方法は、DNAを堆積し、すすぎとによるサポートへの第2の接着に困難なサンプルを乾燥させることができるが、マイカが正しく、どちらの場合にも消去されます。 </li></ol>マイカ3.堆積DNA折り紙<ol><li>簡単に言えば、溶液中のナノ構造の均一な分散を確実にするためにボルテックスミキサーを用いてDNA折り紙のバイアルを混ぜます。 </li><li>ピペットピペットチップが基板に接触しないことを確実にマイカ上に溶液4μL、。十分なカバレッジを確保するために、約10分間、マイカ上のDNA折り紙を残します。堆積時間は、所望の被覆率と同様に使用するDNA折り紙の濃度（ 図2及び3）に応じて変化します。 <ol><li>シンクまたは他の液体の容器の上に100μlの滅菌水を使用して、マイカ基板のオフのDNA折り紙のソリューションを洗い流します。ピンセットを使用して、雲母をピックアップ。に水をピペット基板、ピンセットの先端に向かって落下の流れに。余分な水分を除去するために、鋭い動き下向きにマイカを振ります。水は試料の汚染を回避するために、ピンセットに向かって流れるように直立ピンセットを持ちます。 </li></ol></li><li> 1分間の窒素の定常流（N 2）を用いて基板を乾燥させます。余分な水分が除去されていることを確認します。滅菌水の追加の100μlでリンスを繰り返します。さらに3分間N 2を有する基板を乾燥させます。完全に乾燥した基質は、成功した原子間力顕微鏡（AFM）分析（ 図4）のために必要です。 </li><li>密閉容器にAFMまたはストアを使用して基板を分析します。 </li></ol> 4. CMOS /シリコンクリーニングセットアップ<ol><li>注意：CMOSセットアップを使用する場合は、すべての回で個人用保護具を使用します。試薬は、強酸、強塩基、フッ化水素酸（HF）、およびCA強い酸化剤を含みます試薬は適切に処分されていない場合のn廃溶剤と反応します。以下の安全上の注意事項に従ってください。 <ol><li>家のない他のプロセスやセットアップと化学フード中CMOSベンチ。 </li><li> CMOSベンチを使用した場合、すべての回でニトリル手袋、白衣、安全ゴーグル、大規模な工業ニトリル手袋、スピルエプロン、およびフェースシールドを着用してください。 </li><li>溶液を調製したときの二次格納容器などのプラスチックタブを使用します。 </li><li>濃縮されたHFを処理するためのビーカーを測定する不活性フッ素化ポリマーを使用してください。 </li><li>任意の皮膚の露出のための応急処置として、グルコン酸カルシウム軟膏を使用できるようにします。 </li><li>唯一の適切な訓練を受けた担当者が処理を行うことができます。 </li><li>常にラボの他のメンバーは、緊急の場合に存在することを確認します。 </li><li>フードの近くにある全ての化学物質のMSDS情報を保管してください。 </li><li>機関のか、同社の化学物質流出と露光政策に精通していること。 注：HFは容易に皮膚に浸透と暴露が発生した場合、骨や損傷神経に影響を与える、カルシウム捕捉剤です。濃縮フッ酸の数ミリリットルの皮膚暴露は危険でさえ致命的なことができます。露出が発生しないようにするために必要な対策を確立します。 </li></ol></li><li>独立したホットプレート上の別の250mlのガラスビーカーにRCA1及びRCA2を実行します。各ビーカーには、攪拌棒を含むべきです。攪拌棒が電球に強打しないようにクランプされた温度計を用いて溶液の温度を監視します。蒸発濃縮の影響を軽減するために時計のガラスを使用して、ビーカーをカバーしています。 </li><li> RCA1準備<ol><li>測定ビーカーを用いて指定RCA1ビーカーに18MΩのxセンチ50mlの水を置きます。 </li><li>ビーカーに濃水酸化アンモニウム15mlの（NH 4 OH）を加えます。水25mlで測定ビーカーをすすぎ、RCA1ビーカーにすすぎ水を追加します。 </li><li>ホットプレート上で加熱し、攪拌機の電源を入れ、70℃にRCA1浴をもたらします。 </lI&gt; <li> RCA1ビーカーに30％過酸化水素（H 2 O 2）を15mlを加えます。 H 2 O 2を添加された後、1時間以内にRCA1ソリューションを使用してください。過酸化物の15mlを浴にたびに追加される場合、浴は三日の期間内で複数回使用することができます。 </li><li>水で十分に測定ビーカーをすすぎ、適切なRCA1の廃棄ボトルにリンスを捨てます。 </li></ol></li><li> RCA2準備<ol><li>十分にすすぎ測定ビーカーを用いて指定RCA2のビーカーに18MΩのxセンチ水70mlを追加します。 </li><li>濃縮された塩酸（HCl）の15ミリリットルを追加します。 20mlの水で測定ビーカーをすすぎ、RCA2ビーカーに追加します。 </li><li>溶液を70℃に達するまで、ホットプレートの熱と撹拌速度を向上させます。 </li><li> 30％H 2 O 2を15mlを加えます。 RCA1浴と同様に、H 2 O 2を添加してから1時間以内に、このソリューションを使用します。さらに、バスH 2 O 2 15mlを各使用の前に追加された場合は三日の期間内に複数回再使用することができます。 </li></ol></li><li> HF溶液の調製<ol><li>不活性のフッ素化ポリマーのビーカーに50mlの水を置きます。 </li><li>メジャービーカーを測定するプラスチック中濃フッ酸（49％）の4ミリリットルと不活性フッ素化ポリマーのビーカーに追加します。 </li><li> HFビーカーにすすぎ水を加え、50mlの水の合計でビーカーを測定するプラスチックを洗浄します。水で十分に測定ビーカーを洗浄し、指定されたHFの廃棄物容器に洗浄液を廃棄します。 </li></ol></li></ol> 5.シリコン基板の準備とクリーニング<ol><li>チップにシリコンウェーハを切断<ol><li>シリコンウエハの平坦な研磨面に垂直と平行格子方向を特定します。これらの方向は、切断正方形を容易にするために使用されます。以下の手順は、cleavに関係します&lt;110&gt;のシリコンをると、他の結晶方位に適していないかもしれません。 </li><li>例えば、ナプキンのような柔らかい表面にシリコンウエハ研磨側を上向きにして、配置します。主なフラットエッジに沿ったウエハの底部は、ダイヤモンド先端付きスクライブペンを静かにニックの使用します。ニックの下に、このようなクリップとして、小さなワイヤーを置き、静かにニックのいずれかの側に指やピンセットを置き、押し下げてウエハに圧力を加えます。これを行うと、自然劈開方向の結晶格子線に沿って半分にウェハを分離します。 </li><li>別のナプキンで、鉛筆と定規で、上部とナプキンの底部の両方にドットをマークすることによって、正方形の所望の幅を測定します。直線でこれらのドットを接続します。これがあっても正方形の指針となります。 </li><li>ウエハの一方はエッジ最初に測定線との間の線に対してフラッシュナプキンのを半分にして、新たにPIEC垂直壊れステップ5.1.2で繰り返し配置しますESは現在、切断された四角形の幅にする必要があります。ナプキンに水平にウエハを入れます。垂直線の間に配置し、ステップ5.1.2の処理を繰り返します。 </li><li>傷つけないように、DI水で満たされた清浄なバイアルに、新たに切断されたウエハチップを保管してください。シリコンチップは無期限に保存することができますが、実験を開始する前に洗浄する必要があります。 </li></ol></li><li>シリコンのCMOSクリーニング<ol><li> RCA1溶液は、適切な温度に達したとき、酸素の気泡​​がチップとビーカーの壁に形成される。2 &quot;直径の不活性のフッ素化ポリマーのバスケットを使用して溶液中に10 1センチメートルX 1cmのシリコンチップ8個を沈める場合なし泡立ちは、H 2 O 2が劣化する、発生します。一緒に粘着するチップを保つために上下に数分ごとにバスケットを攪拌し、10〜20分間、溶液中のチップを残します。 </li><li>シリコンチップを含むバスケットを持ち上げ、よく排水します。 Tの上にバスケットを移動しますと廃棄物のビーカーO 18MΩのxセンチ水で十分に洗い流してください。洗浄ビーカーに浸し、軽く引くとアップダウンの20秒間。バスケットを排出し、廃棄物のビーカーに水で十分に洗い流してください。指定RCA1の廃液ボトルに廃棄物のビーカーを空にし、水で補充します。 </li><li> RCA1洗浄が完了した後、10〜20秒1:50 HFビーカーにバスケットを置きます。チップとHFを混合し、穏やかに上下運動を使用してください。 HFは完全に離れて排出させるためにダンクバケツを持ち上げます。 注：チップ表面は、疎水性であるべきです。水がチップを濡らし、その代わりに、高い接触角を有する液滴を形成しません。これは、酸化ケイ素がエッチング除去され、チップは、現在のSi-H結合によって終端されていることを示します。 </li><li>洗浄ビーカーを置き、プラスチック製の浴槽でビーカーをすすぎ、すすぎビーカーの上にバスケットを移動し、18MΩのx cmの水で洗い流してください。洗濯ビーカーにバスケットを水没し、20秒間攪拌します。 </li><li>第2のドレインとrinsを完了18MΩのxセンチ水と電子サイクル。すすぎビーカーに洗浄水をダンプし、水で洗浄ビーカーを補充します。指定されたプラスチック製のHF廃液ボトルの中に、すべての廃棄物を注ぎます。 </li><li> RCA2溶液は、適切な温度に達したときに、バスケットを使用して溶液中のシリコンチップを浸します。 10〜20分間、溶液中に残します。チップは現在、原因薄い（1-2 nm）の酸化膜の成長に親水性となります。 </li><li>適切な時間後に削除し、RCA1と同様のすすぎの手順に従ってください。適切なRCA2の廃棄物容器に廃棄物を処分します。プラスチックピンセットでバスケットから各チップを取り除くには、水ですすぎ、窒素でブロー乾燥。 </li><li>プラスチックウェハボックスまたは18MΩのxセンチメートルの水のバイアルに保管チップ。洗浄後約3日間水に保存した場合、シリコンはきれい残ります。作業領域が適切にクリーンアップされ、CMOSの手袋の外側を洗浄されていることを確認します。 CMを残します乾燥するフードでOSの手袋。 </li></ol></li></ol> 6. APTES官能シリコン上のDNA折り紙の堆積<ol><li>シリコン上に自己組織化単分子膜の形成<ol><li>開口部の前に室温に温まるAPTES。ボトルは寒すぎる場合は、結露が保存中にAPTESの加水分解を引き起こし、発生することがあります。 18MΩのxセンチメートルの水の1,980μLと混合するクリーンシンチレーションバイアルおよび渦にAPTESの20μlを添加します。すぐにこのソリューションを使用してください。 </li><li>シンチレーションバイアルで洗浄されたシリコンチップの反射側を上向きにして置き、それをキャップし、20分間放置します。ピンセットを使用してチップを取り外し、水200μLとN 2流で1分間乾燥してすすいでください。 </li></ol></li><li> APTES官能シリコン上のDNA折り紙を堆積 注：官能シリコン上のDNA折り紙を堆積するための手順は、雲母上に堆積させるためのものと同様です。 <ol><li>簡単に説明すると、溶液のDNA折り紙バイアルピペット4μLを混ぜますシリコン基板上に。必要に応じて、官能シリコンはマイカ基板よりも疎水性であるように、基板全体をカバーするために使用されるDNA折り紙溶液の体積を増加させます。ダウン堆積溶液を押して、長い堆積中の蒸発を防ぐために、カバーガラスを使用してください。 </li><li>解決策は（表面被覆率の時間と濃度の影響を図2と図3を参照）を使用濃度およびカバレッジ希望のために必要な時間の量放置。滅菌18MΩのxセンチ水100μlで基板を洗浄し、1分間N 2で乾燥させます。 </li><li>滅菌水の追加の100μlでリンス繰り返して、N 2で3分間基板を乾燥させます。 </li><li>さらに実験やイメージングを行うことができるようになるまでクリーン容器にサンプルを保管してください。サンプルは、どのようにムーに応じてストレージの約1〜2週間後に、微粒子の蓄積を示し始めますCHそれらが処理されます。 </li></ol></li></ol> DNA折り紙試料の7 AFMイメージングと画像解析<ol><li>画像化目的のために空気中のタッピングモードでAFMを使用してください。モードをタップすると、最小限の力がコンタクトモードと比較して、脆弱なナノ構造体に適用されることを保証します。 注：イメージングパラメータは、機器に依存することになります。提示されたすべての画像は、マルチモードナノスコープIIIa族を使用して捕捉しました。 </li><li>非接触/金反射コーティングと、空気中のタッピングモードAFMのためのプローブ、〜300 kHzでの共振周波数（公称）を選択し、40 N / mでの定数を強制し、先端半径&lt;10 nmの。 </li><li>プロセスとナノスコープ解析ソフトウェアを使用してAFM画像を分析します。 ImageJのを使用してカバレッジ計算を実行します。19 </li></ol>

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</ol>

著者らは開示するものは何もない。

一貫して理想的な結果を達成するために強調される必要があるいくつかのステップがあります。マイカサンプルについては、厳格かつ徹底的なすすぎ以下と政権を乾燥させる、ステップ3.3および3.4​​のように、個々のDNA折り紙の高品質の画像が代表的な結果のセクションで説明し、様々な問題もなく、AFMを用いて達成することができるようになります。シリコン試料のための主要な重要性の基板の清浄度です。徹底的に細心の注意を払って、ステップ5.2において概説クリーニング手順に続いて適切に洗浄されたシリコン酸化物表面が達成されることを保証します。また、品質や、過酸化水素、フッ化水素酸、およびAPTESなどの化学物質の有効性をモニタリング、手続きがスムーズに実行されることを確認します。 記載された技術は、APTESの水溶液のみに限定されるものではありません。 APTESとtrimethylaminopropyltrimethoxysilylクロリド（TMAC）の混合単分子膜は、私たちすることができますチューニングするEDシリコン表面電荷と変数のDNA折り紙の接着を促進する。11は、TMAC</su...

まず、2006年に導入され、DNAの折り紙は、設計可能と高秩序 ​​ナノ構造を生成するためにDNAオリゴヌクレオチドの自己集合の性質を利用しています。1構造の無数の報告されており、スマイリーの範囲は、3次元ボックスをラッチするために直面している。2 DNA折り紙を官能化することができます様々な生体分子やナノ構造で、研究ナノエレクトロニクスへの応用、医学、量子コンピューティングを生じさせる。3しかし、解析、多くの将来のアプリケーションだけでなく、構造設計上だけでなく、表面へのDNA折り紙のナノ構造の接着性に依存しています。マイカ、官能シリコン酸化：この原稿に記載された方法は、基板の2つのタイプの上のDNA折り紙の試料の調製に関連しています。 マイカは、0.02 nmで±0.37 nmでの層の高さで、原子レベルで平坦であるため、DNA折り紙の研究のために選択される基板である。4また、EASですILY試料調製及び原子間力顕微鏡（AFM）研究が単純な作り、清掃。白雲母は、各切断面におけるカリウムの高い密度を含むが、ときに、水中のこれらのイオンは、雲母表面から離れて拡散します。マイカ基板にDNA折り紙の結合を媒介するためにはMg 2+雲母の負の電荷を逆転させ、静電的に基板（ 図1A）のDNAのリン酸骨格に結合するために使用される。アニーリングしたDNAの5混合物を大型の存在下でMg 2+を -末端表面へのDNA折り紙の付着が一本鎖オリゴヌクレオチド（ステープルストランド）の密着性よりもはるかに強力であるため、ステープルストランドの行き過ぎは、雲母に高いカバレッジと良好な画像を与えます。のNi 2+及びCo 2+などの他の正に荷電したイオンは、雲母上のDNAの付着を制御するために用いることができる。6,7のadhEを媒介することができる溶液中の一価および二価陽イオンの濃度を変化させますDNA折り紙のシオンと表面拡散速度。8しかし、折り紙を雲母基板を用意し、堆積し、すすぎのためのプロトコルは、多くの場合、明示的に公表された原稿に記載されていない。9明確なプロトコルがなければ、再現性のある結果を得ることが困難であることができます。 マイカは、絶縁体であるため、ナノエレクトロニクスにおけるいくつかの用途のための基質として適していません。薄い自然酸化物で不動態化シリコンは、入力/出力構造及び地形を作成する前の相補型金属酸化膜半導体（CMOS）プロセスとの適合性などの望ましい電気特性を有します。空気中に格納されたシリコンウェーハは厚い熱酸化膜や高微粒子数と、比較的汚れている薄い自然酸化膜のいずれかで不動態化されています。シリコン酸化物は、雲母よりもはるかに低い表面電荷密度を有し、電荷密度は、酸化物の調製および履歴に大きく依存します。マグネシウムのイオン濃度は、ABO150 mMのは、長方形のDNA折り紙の（4個/μm2まで）の良好な被覆率は、酸素プラズマ処理したシリコン基板上に達成することができまし。しかし、この濃度とカバレッジが使用されているナノ構造のサイズ及び設計に応じて変更することができる。10表面電荷を調整するための別のプロトコルには、3-アミノプロピルトリエトキシシラン（APTES）のカチオン性の自己組織化単分子膜（ 図1B）を取り付けることです酸化物。 APTESで第一級アミンは、基板の電荷および疎水性を変更する、9以下のpH値でプロトン化することができる。うまく堆積するAPTESの完全な単分子層11、シリコンが適切にアメリカのラジオ·コーポレーション（RCA）プロトコルを使用して洗浄されなければなりません。これらのプロトコルは、有機残留物及び粒子汚染物を除去するための水酸化アンモニウム及び過酸化水素溶液（RCA1）での治療を含みます。フッ酸水溶液中の短いエッチングはと一緒に自然酸化膜を除去します酸化物に付着する任意のイオン性汚染物。最後に、サンプルは、金属及びイオン性汚染物を除去し、薄く均一な酸化物層を形成するために塩酸と過酸化水素水溶液（RCA2）にさらされている。12ほとんどのクリーンルームを用いることができるかについての厳格な規則で、CMOS洗浄プロトコルのフードを指定していますこれらの分野で。一般的な問題はmidbandgapトラップを作成することにより、CMOS構造の電気的特性を破壊することができナトリウムなどのイオンの形で付属しています。一般的に、DNA折り紙の準備および堆積バッファに使用される13イオンはCMOS浴を汚染し、使用して他の研究者のための問題を引き起こす可能性クリーンルーム。このような理由から、私たちのグループは、ベンチのクリーニング「汚い」CMOSは、DNA折り紙の研究のために使用される小型のサンプルのために特別に配置された使用しています。このプロセスは、従来のクリーンルームのセットアップに良い代替であり、クリーンルームCMOSベンチへのアクセスを持っていない研究室に適しています。

<table><tbody><tr><td>エッペンドルフ epT.I.P.S.リロード、容量2-200&nbsp;&mu;l</td><td>VWRインターナショナル、LLC</td><td>22491733</td><td>96チップの10リロードトレイ</td></tr>マイクロ<tr><td>遠心チューブ、ポリプロピレン</td><td>VWRインターナショナル、LLC</td><td>87003-290</td><td>0.65 ml、ナチュラル</td></tr><tr><td>リサーチプラスピペット - シングルチャンネル - 20-200&nbsp;&mu;l</td><td>A.ダイガー&株式会社カンパニー</td><td>EF8960F-3120000054 EACH</td><td>Adjustable Volume</td></tr><tr><td>Research Plus Pippete - シングルチャンネル - 2-20&nbsp;&mu;l</td><td>A.ダイガー&株式会社カンパニー</td><td>EF8960D-3120000038 EACH</td><td>Adjustable Volume</td></tr><tr><td>Scotch 237 Permanent Double-Sided Tape</td><td>Office Depot, Inc.</td> (各可変ボリューム スコッチ 237 永久両面テープ オフィス デポ、株式会社)<td>602710</td><td>3/4 "x 300"、2ボル</td></tr><tr><td>テックスミキサー</td>のパック<td>Thermo Scientific</td><td>M37610-33Q</td><td></td></tr><tr><td>ウェーハコンテナシングル、2インチ(50 mm)、60 mm x 11&nbsp;mm</td><td>Electron Microscopy Sciences</td><td>64917-2</td><td>6 per pack</td></tr><tr><td>6" ウェーハ、P タイプ、<100>向き、プライマリフラットノ</td><td>ヴァ電子材料株式会社付き</td><td></td><td></td>GC49266</tr><tr><td>パウダーフリーニトリル検査用手袋</td><td>VWR International, LLC</td><td>82062-428</td><td>カタログ番号は</td></tr><tr><td>、Au反射コーティングを施した大型高精度非接触プローブ</td>のサイズです <td>K-Tek Nanotechnology, Inc.</td><td>HA_NC/15</td><td></td></tr><tr><td>オートクレーブ パン</td><td>A.ダイガー &株式会社カンパニー</td><td>NAL692-5000 EF25341C</td><td></td></tr><tr><td>Sol-Vex II アグレッシブ グローブ、サイズ: 9-9.5; 15 mil, 13 インチ - 1 dz</td><td>Spectrum Chemical Mfg. Corp.</td><td>106-15055</td><td>使用する前に、手袋に泡が入らなくなるまで水ですすぎ、一緒にこすってください。</td></tr><tr><td>ピンセット PTFE 200 mm スクエア</td><td>ダイナロン</td><td>316504-0002</td><td></td></tr><tr><td>白雲母雲母シート V-5 品質</td><td>電子顕微鏡科学</td><td>71850-01</td><td>パックごとの 10</td></tr><tr><td>雲母ディスク、10 mm</td><td>テッド ペラ、Inc</td><td>50</td><td>雲母ディスクは、</td></tr><tr><td>ガラス製品</td><td>VWR インターナショナル、LLC</td><td>52865-005</td><td></td></tr><tr><td>シンチレーション バイアル、ホウケイ酸ガラス、スクリュー キャップ付き - 20 ml</td><td>VWR インターナショナル、LLC</td><td>66022-060</td><td>500ケース ポリプロピレンキャップ・パルプホイルライナー付</td></tr><tr><td>4×5インチ PC-200ホットプレート 120V/60Hz</td> ドット<td>サイエンティフィック社</td><td>6759-200</td><td></td></tr><tr><td>ストレートサイドガラス瓶、広口</td><td>VWRインターナショナル、LLC</td><td>89043-554</td>ケース<td>254、パルプ/ビニールライナー付きキャップ</td></tr>付き標準<tr><td>グレードのガラスビーカー、250ml容量</td><td>VWRインターナショナル、LLC</td><td>173506</td><td></td></tr><tr><td>ビーカー、PTFE</td><td>VWRインターナショナル、LLC</td><td>89026-022HF</td><td></td></tr><tr><td>浅形状時計ガラス、3インチ</td><td>VWRインターナショナル、LLC</td><td>66112-107</td><td>12</td></tr><tr><td>プラスチック貯蔵容器</td>のケース <td>VWR International, LLC</td><td>470195-354</td><td>二次容器用</td></tr><tr><td>汎用ガラス液温度計</td><td>VWR International, LLC</td><td>89095-564</td><td></td></tr><tr><td>高精度・超微細ピンセット</td><td>電子顕微鏡科学</td><td>78310-0</td><td></td></tr><tr><td>ポリカーボネート製フェイスシールド</td><td>フィッシャー・サイエンティフィック株式 会社。</td><td>18-999-4542</td><td></td></tr>ネオ<tr><td>プレンエプロン</td><td>フィッシャーサイエンティフィック株式会社</td><td>19-810-609</td><td></td></tr><tr><td>グルコン酸カルシウム、Calgonate</td><td>W.W Grainger、Inc.</td><td>13W861</td><td>チューブ、25 g</td></tr><tr><td>過酸化水素30%CR ACS 500 ml</td><td>Fisher Scientific、Inc.</td><td>H325 500</td><td>有害、有毒</td></tr><tr><td>な3-アミノプロピルトリエトキシシラン</td><td>Gelest株式会社</td><td>SIA0610.0-25GM</td><td>使用前に室温まで温めてください。</td></tr><tr><td>水酸化アンモニウム、2.5 L</td><td>フィッシャーサイエンティフィック社</td><td>A669-212</td><td>有害、有毒</td></tr>な<tr><td>塩酸</td><td>フィッシャーサイエンティフィ</td>ック株式会社<td>A144-212</td><td>有害、有毒</td></tr>な<tr><td>フッ化水素酸</td> フィ<td>ッシャー・サイエンティフィック・インク</td><td>A147-1LB</td><td>有害で有毒</td></tr>な<tr><td>マルチモード ナノスコープ IIIa</td><td>Veeco Instruments, Inc.</td><td></td><td>タッピングモードが可能なAFMは、分析に適しています</td></tr><tr><td>ダンクバスケット</td><td>ラボ製</td><td></td> ダン<td>クバスケットは、穴が開けられたPTFEボトルの底、PTFEハンドル、およびすべてのPTFEネジを使用して作られました。</td></tr></tbody></table>

dna折り紙解析と実験のためのマイカとシリコン基板の作製

Preparation of Mica and Silicon Substrates for DNA Origami Analysis and Experimentation

DNAオリガミの設計された性質と制御されたワンポット合成は、多くの分野、特にナノエレクトロニクスにおいてエキサイティングな機会を提供します。これらのアプリケーションの多くは、DNAナノ構造との相互作用と基質への接着を必要とします。マイカは原子レベルで平らで洗浄が容易なため、DNAオリガミ実験の基質として選ばれてきました。しかし、マイカの実用化は半導体基板に比べて比較的限定的です。このため、誘導体化された酸化ケイ素へのDNAオリガミ接着の簡単で安定した再現性のあるプロセスを以下に示します。DNAナノ構造の酸化ケイ素表面への接着を促進するために、多くのフォトレジストに適合する水溶液から3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)の自己組織化単分子膜を堆積させます。基板は、Radio Corporation of America(RCA)の洗浄プロセスを使用してすべての有機汚染物質と金属汚染物質を洗浄し、ネイティブの酸化物層をエッチングして、平らで機能化可能な表面を確保する必要があります。クリーンルームにはシリコン洗浄用の設備が整っていますが、DNAオリガミバッファーや溶液の多くの成分は、汚染の懸念から入らないことがよくあります。この原稿では、クリーンルームにアクセスできない研究者、またはクリーンルームCMOSクリーンベンチの汚染を引き起こす可能性のあるプロセスを組み込みたい研究者向けの、ラボ内の小規模シリコンクリーニングのセットアップとプロトコルについて説明します。さらに、カバレッジを調整するための変数について説明し、一般的なサンプル調製の問題を認識して回避する方法について説明します。

二つの変数は、基板上のDNA折り紙の適用範囲を決定する：溶液濃度と露光時間。吸着マイカ上のDNA折り紙の特性および官能シリコン酸化APTESは、以前に報告されている。13を堆積溶液と雲母の最終被覆量でDNA折り紙の濃度との関係は、増加する濃度の結果を示し、 表1および図2に要約されています増加した報道で。結合の時間依存性を図3に見られる。表面被覆以前雲母、変性酸化シリコン表面上にDNA折り紙の結合挙動を定量化するために研究しました。 1×TAE緩衝液中の12mMのマグネシウム中のDNA折り紙は、表面に30分の吸収時間後に雲母の83.3パーセント±3.1％をカバーしています。 APTESのSAMで修飾された酸化シリコンの最大カバレッジは、雲母上の最大被覆率よりも小さい60分、後に観察されます。 A高い表面被覆率は、酸化ケイ素官能APTESに必要とされる場合、より長い堆積時間が必要です。 貧しいサンプル調製を引き起こす可能性がありますいくつかの変数があります。最も...

ベンチトップRCA洗浄や酸化ケイ素の誘導体化など、DNAオリガミ研究で使用される基質の再現性のある洗浄プロセスが説明されています。表面調製、DNA折り紙の堆積、乾燥パラメータ、および簡単な実験セットアップのプロトコルが示されています。

DNA折り紙解析と実験のためのマイカとシリコン基板の作製

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of ...

本実験の全体的な目的は、DNAナノ構造実験用の2種類の基板である、MICAおよび機能化シリコン酸化物を調製することである。これら2つの基板に対して、それぞれ異なる2つの方法で調製を行う。MICAの最上層は、両面テープを用いた迅速かつ簡便な工程で除去される。逆に、シリコン基板はRCA洗浄を用いて洗浄する必要があり、これには酸化層のエッチングならびに金属および有機汚染物質の除去が含まれます。これにより、さらなる機能化が可能な、クリーンで平滑な酸化シリコン層が形成されます。次に、MICAにマグネシウムイオンを充填し、正に帯電した表面を作成します。正電荷を持つ自己組織化単分子膜（3-アミノプロピルトリエトキシシランなど）を形成することにより、酸化シリコン基板上に同様の表面を作成します。次に、負電荷を持つDNAと正電荷を持つ基板との接着を促進するため、基板をDNAオリガミ溶液にさらします。被覆率は、基板の種類、溶液濃度、および堆積時間の要因に依存し、これらは実施する実験に応じて変更することが可能です。この手法の主な利点は、APTが単分子層であり、シリコン表面に共有結合していることです。電子ビームリソグラフィと分子リフトオフと呼ばれる手法を用いることで、特定のパターンで堆積させることができます。一般的に、この方法に不慣れな方は、小型基板に必要とされる特殊な操作技術や、堆積および描画を扱うための適切なプロトコルの最適化に苦労することがあります。基板の操作、RCA洗浄、および安全プロトコルの手順はテキストでの説明が困難であるため、本手法の視覚的なデモンストレーションが不可欠です。安全な実験室での習慣を促進するためには、これらの必要な安全手順を視覚的に提示することが重要です。まず、ハサミを用いてMICA基板から1 cm × 1 cmの正方形に切り出し、基板を準備します。両面テープを用いてMICAを切断します。テープディスペンサーに付いたままの両面テープの上に、MICAの長方形を配置します。MICAとテープの間にピンセットを慎重に滑り込ませ、MICAを取り出します。最上層を取り除くと、その層はテープに残ります。次に、十分にボルテックスしたDNA origami溶液4 µLをマイカ上にピペッティングし、その際、ピペットチップが基板に触れないように注意してください。DNA origamiをマイカ上に約10分間放置します。十分な洗浄を行うため、100 µLの滅菌水を用いてMICA基板上のDNAオリガミ溶液をシンクなどの液体回収容器へ洗い流します。この操作を行う際は、ピンセットでMICA基板を持ち上げてください。液滴がピンセットの先端方向へ流れるように、基板上に水をピペッティングします。窒素気流を一定に当てて、基板を1分間乾燥させます。窒素による基板の乾燥をさらに3分間行う前に、滅菌水

preparation-mica-silicon-substrates-for-dna-origami-analysis

Research

JoVE Journal

Chemistry

化学

このプロトコルは、リアルタイムで個々のreplisomesによってDNA複製を視覚化するためのシンプルな単一分子蛍光顕微鏡の技法を示しています。...

蛍光顕微鏡による可視化単分子のDNAの複製

本研究の目的は、nanocelluloseフィブリル、希水性懸濁液から組み立てられた単離されたリグニンのレイヤーバイレイヤーアセンブリを使用して合成植物細胞壁組織を形成することであった。水晶振動子マイクロバランスおよび原子間力顕微鏡の表面測定技術は、ポリマー - ポリマーナノ複合材料の形成をモニターするために使用した。...

Nanocellulose、リグニンから製造自立フィルム、合成ポリカチオン：Biomimickingウッドに向けて

我々は、高解像度の顕微鏡検査のために雲母支持された脂質二重層を調製する方法を提供する。マイカは、原子スケールで透明で平坦であるが、まれに、取り扱いの困難の撮影で使用されていません。我々の調製マイカシートの偶数堆積をもたらし、二層の調製に使用される材料を減少させる。...

マイカの製造は、高分解能光学顕微鏡イメージングのための脂質二重層をサポート

DNAタイリングは、プログラム可能なナノ構造を作成するための効果的なアプローチです。本稿では、一本鎖DNAタイルの自己組織化により複雑な二次元形状を構築するプロトコールについて述べる。...

一本鎖DNAタイルから複雑な2次元形状の自己集合

この論文では、犠牲基板上の共役微多孔性ポリマー(CMP)の界面合成と、自立型CMPナノメンブレンの調製のための基板の溶解について説明します。さらに、壊れやすいナノメンブレンを他の基板にどのように転写できるかについても説明します。...

層ごとの合成と自立共役高分子ナノ薄膜マイクロポーラスの譲渡

記事は、将来低次元ナノエレクトロニクス研究開発の標準的な信頼性の高い施工を導入を目指します。...

二次元ナノエレクトロニクスを作製する標準および信頼性の高いメソッド

面上、バイオチップの無細胞遺伝子発現実験を行うため遺伝子長 DNA...

多段鎖変位リソグラフィーを用いた遺伝子の機能的な面を固定化

ここでは、静的および時間経過の原子間力顕微鏡 (AFM)...

構造と原子間力顕微鏡イメージングによるヌクレオソームのダイナミクスを調べる

ここでは、DNA折り紙形状を誘導テンプレートとして用いて基質上に離散的で正確な無機ナノ構造を作成するプロトコルについて述べた。この方法は、透明基板(サファイア)上にプラズモニックゴールド弓形アンテナを作成することによって実証されています。...

センシング用途のための無機構造のDNA折り紙媒介基板ナノパターニング

このプロトコルは、DNAオリガミナノアンテナ(DONA)と共局在原子間力顕微鏡(AFM)およびラマン測定を組み合わせた単一分子表面増強ラマン散乱(SERS)測定を実証します。...

プラズモニックDNAオリガミナノアンテナによる1分子表面増強ラマン散乱測定

学ぶ DNAオリガミ実験用のマイカとシリコン酸化物基板の洗浄・作製法。RCA洗浄やイオン処理による表面修飾、DNA付着プロトコルを含む再現性のある前処理手法を解説。

DNA折り紙解析と実験のためのマイカとシリコン基板の作製

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