Name: Składanie złotych nanoprętów w chiralne metamolekuły plazmoniczne za pomocą szablonów DNA Origami (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-05T14:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 17 s
Description: Poznaj metodę składania złotych nanoprętów w chiralne metamolekuły plazmoniczne przy użyciu szablonów DNA origami. Technika ta umożliwia tworzenie złożonych struktur 3D z silnymi odpowiedziami chirooptycznymi.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy dziękują S. Voutilainen za pomoc z wykorzystaniem spektrometru CD. Autorzy dziękują za udostępnienie zaplecza i wsparcia technicznego przez Uniwersytet Aalto w OtaNano - Centrum Nanomikroskopii (Aalto-NMC). Prace te były wspierane przez Akademię Fińską (grant 308992) oraz program Unii Europejskiej w zakresie badań naukowych i innowacji Horyzont 2020 w ramach umowy o grant nr 71364 w ramach działania "Maria Skłodowska-Curie".

1. Projekt origami DNA
<ol>
	<li>Zidentyfikuj pożądany względny układ przestrzenny AuNR i odpowiedni kształt matrycy origami DNA (<silna klasa="xfig">Rysunek 1A). Oszacuj parametry konstrukcyjne AuNR i szablonów origami. Zlokalizuj przybliżone pozycje zszywek, które wymagają dalszej modyfikacji (Rysunek 1B).</li>
	<li>Pobierz i zainstaluj caDNAno18, aby zaprojektować szablon origami DNA. W caDNAno poprowadź rusztowanie i pasma zszywek zgodnie z pożądanym kształtem szablonu i wygeneruj sekwencję pasm zszywek, klikając narzędzie Seq. Kliknij narzędzie Paint Tool i zaznacz pasma zszywek, które wymagają dalszej modyfikacji (Rysunek 1C).</li>
	<li>Kliknij narzędzie Eksportuj, aby wyeksportować sekwencje zszywek DNA (<silna klasa="xfig">Rysunek 1C) do pliku .csv.</li>
	<li>Zaprojektuj dwużyłowe zamki, aby ustalić kąt Θ między dwiema wiązkami origami. W zależności od względnej orientacji dwóch wiązek, konstrukt origami może dostosować do lewo- lub praworęcznej (LH/RH) chiralnej konfiguracji przestrzennej (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1B).</li>
	<li>Zaimportuj plik .csv zszywek do aplikacji arkusza kalkulacyjnego. Dodaj sekwencję polyA10 na końcu zszywek używanych do montażu AuNR (uchwytów). Zmodyfikuj pasma zszywek w zaprojektowanych miejscach zamka za pomocą sekwencji blokad. 
	UWAGA: Zespoły w reprezentatywnych wynikach zawierają 36 uchwytów wystających na końcu 3' nici zszywek, 18 na każdym pakiecie origami DNA, równomiernie rozmieszczonych na dwóch równoległych helisach co 21 nt. Odległość między pierwszą a ostatnią pozycją uchwytu wynosi 168 nt, około 57 nm (patrz załączony plik caDNAno).</li>
</ol>
2. Składanie szablonów origami DNA
<ol>
	<li>Przygotować zapas roboczy pasm zszywek (SM), w tym pasm z uchwytami i zamkami, mieszając równe ilości znormalizowanych pod względem stężenia oligonukleotydów zszywkowych (np. 100 μM). 
	UWAGA: Struktury origami zwykle zawierają kilkaset pasm zszywek. Zszywki są zwykle kupowane od dostawców specjalizujących się w chemicznej syntezie oligonukleotydów DNA na płytkach wielodołkowych (np. 96-dołkowych).</li>
	<li>Aby uzyskać 500 μl origami 10 nM, wymieszaj 50 μl Tris-EDTA (TE, 10x), 100 μl MgCl2 (100 mM), 25 μL NaCl (100 mM), 175 μL H2O, 100 μL SM (0,5 μM), 5 μL nici blokujących (5 μM) i 50 μl rusztowania (100 nM).</li>
	<li>Wyżarzać mieszaninę w termocyklerze w temperaturze od 80 °C do 20 °C, jak opisano w tabeli 1.</li>
</ol>
3. Oczyszczanie DNA origami
UWAGA: Ta sekcja opisuje protokół oczyszczania żelu agarozowego. Matryce origami DNA można również oczyścić przy użyciu alternatywnych metod38,39.
<ol>
	<li>Aby uzyskać 1% żelu, rozpuść 1 g agarozy w 100 ml Tris-boran-EDTA (TBE, 0,5x), podgrzewając mieszaninę w kuchence mikrofalowej. Dodaj 10 μl 10 000x barwienia DNA zgodnie ze specyfikacją barwienia. Aby zminimalizować ekspozycję na światło UV na etapie ekstrakcji (krok 3.6), użyj barwienia DNA, które można uwidocznić pod wpływem niebieskiego wzbudzenia.</li>
	<li>Schłodzić roztwór do temperatury około 40 °C i powoli dodawać 1 ml MgCl2 (1,3 M), wstrząsając. Odlewać żel i inkubować przez 30 minut w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Ustawić urządzenie do elektroforezy i wlać zimny (4 °C) bufor do pracy (0,5x TBE z 11 mM MgCl2) do pudełka żelowego. Umieść pudełko z żelem w lodowatej kąpieli wodnej.</li>
	<li>Dodaj bufor ładujący do próbek origami (6x bufor ładujący zawiera 15% polisacharozy 400 i 0,25% błękitu bromofenolowego w wodzie). Załaduj próbki do studzienek o odpowiedniej objętości zgodnie z użytym grzebieniem (np. 50 μl dla grzebienia 8-dołkowego o grubości 1,5 mm).</li>
	<li>Uruchomić elektroforezę na 2 godziny przy napięciu 80 V. 
	UWAGA: Aby scharakteryzować origami i oddzielić strukturę otwartą od zamkniętej, użyj 2% żelu zamiast 1% i wydłuż czas pracy do 4 godzin.</li>
	<li>Zobrazuj żel za pomocą imagera żelowego (Rysunek 2). Użyj transiluminatora niebieskiego światła, aby uwidocznić opaski, przetnij opaskę origami, rozbij żel na parafilmie i wyekstrahuj płyn. Wydajność odzysku wynosi około 40%.</li>
	<li>Odpipetować ciecz do filtra odśrodkowego i wirować z prędkością 3 000 x g przez 5 minut. Zmierzyć absorpcję roztworu origami przy 260 nm za pomocą spektrometru UV-VIS. Oszacuj stężenie origami za pomocą współczynnika ekstynkcji 1,3 x 108 M-1·cm-1, 
	UWAGA: Typowe stężenie roztworu origami po oczyszczeniu żelem agarozowym wynosi 1-2 nM.</li>
	<li>Oczyszczone szablony origami należy przechowywać w temperaturze 4 °C do późniejszego wykorzystania.</li>
</ol>
4. Synteza nanoprętów złota
UWAGA: Protokół syntezy AuNR jest zaadaptowany z poprzedniej literatury40 z niewielkimi modyfikacjami.
<ol>
	<li>Umyj wszystkie szklane naczynia wodą królewską przez 5 minut, spłucz je wodą, poddaj sonikacji ultraczystą wodą i wysusz przed użyciem.</li>
	<li>Przygotować 0,2 M bromek heksadecylotrimetyloamoniowy (CTAB), 1 mM HAuCl4, 4 mM AgNO3, 64 mM kwasu L(+)-askorbinowego i 6 mM NaBH4. Do rozpuszczenia NaBH4 należy użyć zimnej wody (4 °C) i przechowywać w lodówce w temperaturze 4 °C. Roztwór kwasu askorbinowego musi być świeżo przygotowany. 
	UWAGA: CTAB jest niebezpieczny w przypadku kontaktu ze skórą (działanie drażniące), kontaktu z oczami (działanie drażniące), spożycia i wdychania. Nosić odpowiednią odzież ochronną. W przypadku niewystarczającej wentylacji należy nosić odpowiedni sprzęt do oddychania. NaBH4 jest niezwykle niebezpieczny w przypadku kontaktu ze skórą (działanie drażniące), kontaktu z oczami (działanie drażniące), spożycia i wdychania. Nosić okulary przeciwbryzgowe, fartuch laboratoryjny, rękawice oraz respirator parowy i przeciwpyłowy. Upewnij się, że używasz zatwierdzonego/certyfikowanego respiratora lub jego odpowiednika.</li>
	<li>Przygotuj nasiona Au.
	<ol>
		<li>Dodać 500 μl CTAB (0,2 M), 250 μl ultraczystej wody i 250 μl HAuCl4 (1 mM) do szklanej fiolki. Mieszać z prędkością 450 obr./min w temperaturze pokojowej przez 5 min.</li>
		<li>Zwiększ szybkość mieszania do 1 200 obr./min. Dodać 100 μl zimnego roztworu NaBH4 (6 mM, 4 °C). Po 2 minutach przerwać mieszanie i inkubować roztwór w łaźni wodnej o temperaturze 30 °C przez 30 minut przed użyciem.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotuj AuNR.
	<ol>
		<li>Rozpuścić 0,55 g CTAB i 0,037 g kwasu 2,6-dihydroksybenzoesowego w 15 ml ciepłej wody (60-65 °C) w kolbie okrągłodennej. Schłodzić roztwór do temperatury 30 °C, dodać 600 μl AgNO3 (4 mM) i mieszać z prędkością 450 obr./min przez 2 min. Następnie pozostawić roztwór w spokoju przez 15 minut w temperaturze 30 °C.</li>
		<li>Dodać 15 ml HAuCl4 (1 mM) do roztworu i mieszać z prędkością 450 obr./min przez 15 min. Dodać 120 μl kwasu L(+)-askorbinowego (64 mM), a następnie natychmiast mieszać z prędkością 1200 obr./min przez 30 s. Dodać 12 μl nasion Au i mieszać z prędkością 1200 obr./min przez 30 s.</li>
		<li>Roztwór inkubować w łaźni wodnej w temperaturze 30 °C przez 18 godzin. Nie należy naruszać roztworu i zamknąć kolbę za pomocą nakrętki.</li>
		<li>Otrzymany roztwór przenieść do probówek wirówkowych i odwirować przy 9 500 x g przez 12 minut w temperaturze 20 °C. Odrzucić supernatant, rozproszyć osad w 20 ml ultraczystej wody i wykonać jeszcze jeden etap wirowania.</li>
		<li>Rozproszyć końcowe osadki w 3 ml wody destylowanej. Oszacuj stężenie AuNR na podstawie pomiaru absorpcji UV-VIS przy użyciu współczynnika ekstynkcji dla podłużnego rezonansu plazmonowego. Współczynnik ekstynkcji można przewidzieć za pomocą parametrów kształtu AuNR41. Przechowywać AuNR w temperaturze 4 °C do dalszego wykorzystania.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Funkcjonalizacja złotych nanoprętów z jednoniciowym DNA
UWAGA: Ta sekcja opisuje protokół funkcjonalizacji AuNR za pomocą jednoniciowego DNA (ssDNA), zgodnie z tzw. niską ścieżką pH zaadaptowaną z poprzedniej literatury42. AuNR pokryte DNA są oczyszczane przez odwirowanie; Alternatywnie oczyszczanie można przeprowadzić za pomocą elektroforezy w żelu agarozowym.
<ol>
	<li>Inkubować 20 μl funkcjonalizowanych tiolem nici poliT DNA (1 mM) z 20 μl świeżo przygotowanego chlorowodorku tris(2-karboksetylo)fosfiny (TCEP, 14 mM) przez 1 godzinę w celu redukcji wiązań dwusiarczkowych. 
	UWAGA: Grupy tiolowe tworzą wiązania z AuNR, a sekwencja polyT hybrydyzuje z uchwytem polyA10 na origami, w którym zbyt wiele lub zbyt mało par zasad może prowadzić do nieprawidłowego działania lub niestabilnego montażu. 
	UWAGA: TCEP może powodować poważne oparzenia skóry i uszkodzenia oczu. Nosić rękawice ochronne/odzież ochronną/ochronę oczu/ochronę twarzy.</li>
	<li>Zmieszać 150 μl AuNR (10 nM) i 40 μl tiol-DNA poddanego działaniu TCEP (0,5 mM). Dodać 1% dodecylosiarczanu sodu (SDS) do roztworu AuNR, aby osiągnąć końcowe stężenie SDS 0,05%. Dostosuj pH do 2,5-3 za pomocą ~1 μL HCl (1 M).</li>
	<li>Inkubować przez 2 godziny, wytrząsając z prędkością 70 obr./min. 
	UWAGA: Stosunek AuNR do DNA powinien być rzędu 1:5 000-15 000, w zależności od wielkości pręcików. Dla AuNR (70 nm x 30 nm) przygotowanych zgodnie z protokołem opisanym w sekcji 4 zaleca się 13 000 nadmiaru tiol-DNA.</li>
	<li>Dodaj NaCl, aby osiągnąć ostateczną koncentrację NaCl wynoszącą 0,5 M i inkubuj przez 4 godziny w temperaturze pokojowej, wytrząsając z prędkością 70 obr./min. 
	UWAGA: Zmiana koloru na tym etapie może wskazywać na nieudaną funkcjonalizację DNA.</li>
	<li>Dostosuj pH do ~8,5 za pomocą buforu TBE (10x) i inkubuj przez noc.</li>
	<li>Przepłukać DNA-AuNRs 4x, mieszając próbki z 1 ml buforu płuczącego (0,5x TBE z 0,1% SDS) i odwirować przy 7 000 x g przez 30 min. Usunąć supernatant i ponownie zawiesić DNA-AuNR w pozostałej cieczy (~40 μL). Oszacować stężenie DNA-AuNR na podstawie pomiaru absorpcji UV-VIS zgodnie z opisem w kroku 4.4.5. 
	UWAGA: Roztwór może stać się lekko "mętny" w krokach 5.3-5.4 z powodu zastąpienia CTAB z powierzchni AuNR przez tiol-DNA. Roztwór powinien stać się klarowny po podgrzaniu do ~35 °C przez 5 minut.</li>
</ol>
6. Montaż złotych nanoprętów na szablonach origami DNA
<ol>
	<li>Dodać MgCl2 do roztworu oczyszczonych DNA-AuNR, do końcowego stężenia 10 mM. Wymieszaj oczyszczone DNA-AuNR i origami w proporcji 10:1. 
	UWAGA: Niższy współczynnik może zmniejszyć wydajność produktu43.</li>
	<li>Wyżarzać mieszaninę w mieszalniku z regulacją temperatury od 40 °C do 20 °C, wytrząsając z prędkością 400 obr./min, postępując zgodnie z procedurą podaną w tabeli 2. 
	UWAGA: W celu scharakteryzowania CD próbkę można zmierzyć po tym etapie bez dalszego oczyszczania.</li>
	<li>Użyć elektroforezy w żelu agarozowym 0,7% (3,5 h przy 80 V) do oczyszczenia końcowych struktur origami-AuNR.</li>
	<li>Do obrazowania należy użyć transiluminatora światła białego. Przeciąć pasmo produktu (dimer origami-AuNR) (<silna klasa="xfig">Rysunek 3), rozbić żel na parafilmie i wyekstrahować płyn. Odpipetować ciecz do filtra odśrodkowego i wirować z prędkością 3 000 x g przez 5 minut. Ponownie zawiesić origami-AuNR w roztworze. Wydajność odzysku z żelu wynosi około 50%.</li>
	<li>Oszacować stężenie struktur origami-AuNR na podstawie pomiaru absorpcji UV-VIS, jak opisano w kroku 4.4.5.</li>
</ol>
7. Obrazowanie w transmisyjnej mikroskopii elektronowej
UWAGA: Ten protokół barwienia mrówczanu uranylu (UFo) jest zaadaptowany z poprzedniej literatury44.
<ol>
	<li>Zmieszać 200 μl roztworu UFo (0,75%) i 1 μl NaOH (5 M) i natychmiast wirować przez 2-3 min. Odwirowywać roztwór barwienia przez 3-4 minuty przy 14 000 x g. Chroń plamę przed działaniem światła (np. owijając ją folią aluminiową). 
	UWAGA: UFo jest toksyczne w przypadku wdychania lub połknięcia i może powodować podrażnienie oczu. W przypadku krótkotrwałego narażenia lub niskiego zanieczyszczenia należy użyć filtra oddechowego. W przypadku intensywnego lub dłuższego narażenia należy stosować niezależny sprzęt ochrony dróg oddechowych. Nosić rękawice. Materiał, z którego wykonane są rękawice, musi być nieprzepuszczalny i odporny na działanie UFo i jego roztworów. Nosić szczelnie zamknięte okulary.</li>
	<li>Siatki TEM pokryte węglem/formarem jarzeniowym przez 6 s tuż przed użyciem w celu zwiększenia hydrofilowości i sprzyjania struktur. Odpipetować 5 μl kropli próbki na siatce TEM, inkubować przez 5-8 minut i usunąć kroplę, delikatnie dotykając bibuły filtracyjnej krawędzią siatki.</li>
	<li>Odpipetować jedną dużą (~20 μL) i jedną małą (~10 μL) kroplę roztworu barwienia na parafilm. Umieść siatkę na małej kropli roztworu plamy i natychmiast wysusz, dotykając bibuły filtracyjnej krawędzią siatki. Następnie umieść go na dużej kropli roztworu do plam na 30 s.</li>
	<li>Usuń płyn z siatki, dotykając bibuły filtracyjnej krawędzią siatki. Umieść siatkę w uchwycie siatki. Poczekaj, aż kratka wyschnie przez co najmniej 10 minut.</li>
	<li>Scharakteryzuj próbki origami (<silna klasa="xfig">Rysunek 4), AuNRs (<silna klasa="xfig">Rysunek 5) i origami-AuNRs (<silna klasa="xfig">Rysunek 6) za pomocą TEM.</li>
</ol>
8. Pomiar dichroizmu kołowego
<ol>
	<li>Przedmuchiwać spektrometr CD roztworem N2 przez 20 min. 
	UWAGA: Większość spektrometrów CD wymaga przedmuchiwaniaN2 przed zapłonem lampy. Zapoznaj się z instrukcją obsługi spektrometru CD.</li>
	<li>Ustaw przepustowość, zasięg skanowania i krok akwizycji. 
	UWAGA: Zasięg skanowania zależy od właściwości optycznych AuNR, które zależą od wielkości AuNR.</li>
	<li>Odmierz czystą płytę CD z buforem.</li>
	<li>Zmierz widma CD próbek origami-AuNR (<silna klasa="xfig">Rysunek 7). 
	UWAGA: Do pomiaru płyt CD należy używać kuwet ćwiartkowych lub szklanych. Kuwety plastikowe nie nadają się do spektroskopii CD. Ponadto większość spektrometrów CD umożliwia jednoczesne pozyskiwanie danych absorpcyjnych i CD</li>.
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Protokół wprowadza cały proces projektowania, składania, oczyszczania i charakteryzowania chiralnych zespołów AuNR opartych na origami DNA. Szablony origami DNA użyte w protokole są szczególnie odpowiednie do wytwarzania zespołów reagujących na bodźce. Różne rodzaje odpowiedzi i funkcjonalizacji mogą być włączone do nici zamka, które definiują stan chiralny szablonu origami (Rysunek 1B)24,25,26,31. W przypadku zespołów statycznych często wystarczają prostsze szablony w kształcie bloków 14,45,46,47.
Podejście do wytwarzania plazmonicznej nanostruktury oparte na origami DNA dziedziczy ograniczenia techniki origami DNA48. Rozmiar szablonów origami jest zazwyczaj ograniczony rozmiarem pasma rusztowania. Stabilność struktur DNA jest zmniejszona w warunkach prawno-solnych. Koszt syntetycznych pasm zszywkowych pozostaje dość wysoki. Oczekuje się jednak, że najnowsze osiągnięcia w dziedzinie strukturalnej nanotechnologii DNA przezwyciężą te ograniczenia 49,50,51,52,53,54,55.
W porównaniu z innymi molekularnymi podejściami do generowania chiralnych zespołów AuNR 34,35,36,37, origami DNA zapewnia wysoki poziom precyzji przestrzennej i programowalności.
W celu uzyskania wiarygodnych i powtarzalnych odpowiedzi optycznych zespołów chiralnych, zdecydowanie zalecamy dostosowanie protokołów do syntezy AuNR40, ponieważ jakość i właściwości optyczne produktów komercyjnych mogą się różnić w zależności od partii. Dodatkowe wyżarzanie (krok 6.2) jest często kluczowe dla zapewnienia prawidłowego przyłączenia AuNR do matryc origami DNA (ryc. 6).
Wreszcie, opisany tutaj protokół nie ogranicza się do zespołów chiralnych. Origami DNA stanowi bardzo elastyczną platformę do wytwarzania złożonych nanostruktur plazmonicznych 9,10.

Nanostruktury DNA, w szczególności origami DNA, były szeroko stosowane do porządkowania cząsteczek i innych komponentów w nanoskali (np. białek i nanocząstek [NPs]), z nanometrową precyzją w niemal dowolne geometrie1,2,3,4,5. Zdolność do układania metalowych nanocząsteczek na matrycach origami DNA z wysoką wydajnością i dokładnością umożliwia wytwarzanie struktur plazmonicznych o nowatorskich właściwościach optycznych6,7,8,9,10. Technika origami DNA jest szczególnie przydatna do generowania chiralnych struktur plazmonicznych, które wymagają prawdziwie trójwymiarowych architektur11,12,13,14,15,16,17,18,19,20.
Ten protokół szczegółowo opisuje cały proces wytwarzania chiralnych zestawów AuNR z szablonami DNA origami. Oprogramowanie używane do projektowania21 i przewidywania struktury22,23 origami DNA jest intuicyjne i swobodnie dostępne. Produkcja origami i synteza AuNR wykorzystują powszechny sprzęt laboratoryjny biochemiczny (np. termocyklery, elektroforeza żelowa, płyty grzejne, wirówki). Struktury są charakteryzowane za pomocą standardowej spektroskopii TEM i CD.
Wytwarzanie podobnych plazmonicznych nanostruktur metodami odgórnymi (np. litografia wiązką elektronów) wymagałoby raczej skomplikowanego i drogiego sprzętu. Ponadto szablony origami DNA dają możliwość włączenia rekonfiguracji strukturalnej w zespołach plazmonicznych24,25,26,27,28,29,30,31,32, 33, co jest niezwykle trudne dla struktur wykonanych technikami litografii. W porównaniu z innymi podejściami opartymi na molekularnych34,35,36,37, produkcja DNA oparta na origami zapewnia wysoki poziom precyzji przestrzennej i programowalności.

<table><tbody><tr><td>Kwas 2,6-dihydroksybenzoesowy</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D109606-25</td><td>98+%</td></tr><tr><td>AgNO3</td><td>Alfa Aesar</td><td>AA1141414</td><td>99,90%</td></tr><tr><td>Oświetlacz światła niebieskiego&nbsp;</td><td>Nippon Genetics</td><td>FG-06</td><td>FastGene Nadajnik LED</td></tr><tr><td>Bromofenol Blue</td><td>Acros Organics</td><td>403160050</td><td>Do żelu agarorozowego&nbsp; Bufor załadowczy</td></tr><tr><td>Filtry odśrodkowe</td> Ekstrakcja DNA <td>Merck Millipore</td><td>42600</td><td>z agarozy</td></tr><tr><td>Chirascan CD spectrometer&nbsp;</td><td>Kuweta do fotofizyki</td><td></td><td></td></tr><tr><td>stosowanej&nbsp;</td><td>Hellma&nbsp;</td><td>105-202-85-40</td><td>Rurki kwarcowe SUPRASIL</td></tr><tr><td>DNA lobind</td><td>Eppendorf</td><td>30108051</td><td></td></tr><tr><td>Biospektrometr Eppendorf&nbsp;</td><td>Eppendorf</td><td>6135000904</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf ThermoMixer C</td><td>Eppendorf</td><td>5382000015</td><td></td></tr><tr><td>Ficoll 400</td><td>Thermo Fisher Scientific&nbsp;</td><td>BP525-10</td><td>Polisacharoza 400 (Do żelu agarorozowego&nbsp; bufor ładujący)</td></tr><tr><td>Zestawy do elektroforezy żelowej</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gel imager</td><td>Bio-Rad</td><td></td><td>Gel Doc XR+ System&nbsp;</td></tr><tr><td>HAuCl4&bull; 3H2O</td><td>Alfa Aesar</td><td>AA3640006</td><td>99.99%</td></tr><tr><td>HCl&nbsp;</td><td>Scharlau</td><td>AC07441000</td><td>1M</td></tr><tr><td>bromek heksadecylotrimetyloamoniowy (CTAB)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H9151-100</td><td>BioXtra, 98+%</td></tr><tr><td>L(+)-kwas askorbinowy</td><td>Acros Organics</td><td>401471000</td><td>99+%</td></tr><tr><td>M13p7560 nić rusztowania</td><td>Tilibit nanosystemy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MgCl2&bull; 6H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M2670-500</td><td>BioXtra, 99+%</td></tr><tr><td>NaBH4</td><td>Acros Organics</td><td>200050250</td><td>99%</td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S7653-500</td><td>BioXtra, 99.5+%</td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S8045-500</td><td>BioXtra, 98+%</td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P7668-1EA</td><td>PARAFILM M</td></tr><tr><td>Bufor PBS (10X)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>BP3991</td><td>Biologia molekularna</td></tr><tr><td>System ProFlex PCR</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>4484073</td><td></td></tr><tr><td>Dodecylosiarczan sodu (SDS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>74255-250</td><td>99+%</td></tr><tr><td>Nici zszywkowe</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sybr Safe</td><td>Invitrogen&nbsp;</td><td>S33102</td><td>Do barwienia DNA</td></tr><tr><td>Bufor TBE (10X)</td><td>Invitrogen</td><td>15581-044</td><td>Bufor TE do biologii molekularnej</td></tr><tr><td>(10X)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>BP24771</td><td>Biologia molekularna</td></tr><tr><td>TEM</td><td>FEI</td><td></td><td>FEI Tecnai F12</td></tr><tr><td>Funkcjonalizowany tiolem&nbsp; ssDNA&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td>Biomers.net</tr><tr><td>Chlorowodorek tris(2-karboksyetylo)fosfiny (TCEP-HCl)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>PI20491</td><td></td></tr><tr><td>UltraPure Agaroza</td><td>Invitrogen&nbsp;</td><td>16500-100</td><td></td></tr><tr><td>Woda ultraczysta (typ 1)</td><td></td><td></td><td>System Milli-Q Direct 8</td></tr><tr><td>Mrówczan uranylu</td><td>Tebu-bio</td><td>24762-1</td><td></td></tr><tr><td>Oświetlacz światła białego</td><td>UVP</td><td>TW-26</td><td></td></tr></tbody></table>

składanie złotych nanoprętów w chiralne metamolekuły plazmoniczne za pomocą szablonów dna origami

Assembly of Gold Nanorods into Chiral Plasmonic Metamolecules Using DNA Origami Templates

Adresowalność struktur origami DNA sprawia, że są one idealnymi szablonami do układania nanocząstek metalu w złożone nanostruktury plazmoniczne. Wysoka precyzja przestrzenna szablonowego złożenia DNA origami pozwala na kontrolowanie sprzężenia między rezonansami plazmonicznymi poszczególnych cząstek oraz umożliwia dostosowanie właściwości optycznych konstruowanych nanostruktur. Ostatnio chiralne systemy plazmoniczne przyciągnęły wiele uwagi ze względu na silną korelację między konfiguracją przestrzenną zespołów plazmonicznych a ich reakcjami optycznymi (np. dichroizm kołowy [CD]). W tym protokole opisujemy cały proces generowania chiralnych zestawów nanoprętów złota (AuNR) opartych na origami DNA. Protokół zawiera szczegółowy opis zasad projektowania i procedur eksperymentalnych dotyczących wytwarzania matryc origami DNA, syntezy AuNR i montażu struktur origami-AuNR. Ponadto uwzględniono charakterystykę struktur za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) i spektroskopii CD. Opisany protokół nie ogranicza się do konfiguracji chiralnych i może być dostosowany do budowy różnych architektur plazmonicznych.

Obrazy TEM szablonów z origami DNA, AuNR oraz końcowych kompleksów origami-AuNR przedstawiono odpowiednio na Rysunku 4, Rysunku 5 i Rysunku 6A. Ze względu na preferencje wiązania z siatkami TEM, kompleksy origami-AuNR są zazwyczaj widoczne jako równoległe wiązki origami i pręty (Rysunek 6A). Wyżarzanie termiczne jest niezbędne do prawidłowego wyrównania AuNR na szablonach origami (Rysunek 6A,B). Protokół ten pozwala na uzyskanie wysokiej wydajności montażu AuNR w chiralne metamolekuły o silnej odpowiedzi plazmonicznego CD (Rysunek 7).
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Temperatura (°C)</td>
			<td>Czas </td>
		</tr>
		<tr>
			<td>80</td>
			<td>15 min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>79 - 71</td>
			<td>1 °C / 1 min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70 - 66</td>
			<td>1 °C / 5 min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>65 - 60</td>
			<td>1 °C / 30 min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>59 - 37</td>
			<td>1 °C / 60 min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>36 - 30</td>
			<td>1 °C / 15 min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>29 - 20</td>
			<td>1 °C / 5 min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20</td>
			<td>Przytrzymać</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabela 1: Temperatury i szybkości dla wyżarzania termicznego matryc DNA origami.
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Temperatura (°C)</td>
			<td>Czas (min)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40</td>
			<td>130</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>36</td>
			<td>180</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>32</td>
			<td>180</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22</td>
			<td>Przytrzymać</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabela 2: Temperatury i czasy wygrzewania dla procesów hybrydyzacji AuNRs i matryc z DNA origami.Szybkość chłodzenia pomiędzy poszczególnymi etapami wynosi 0,1 °C/min. Próbki DNA origami-AuNR są wygrzewane podczas wytrząsania z prędkością 40 rpm.
<img alt="Schemat modelu origami DNA z miejscem wiązania AuNR, konfiguracjami oraz ilustracją projektu sekwencji." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig1.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1Projektowanie chiralnych metamolekuł opartych na matrycach z origami DNA. (A) Określ pożądany względny układ przestrzenny nanoprętów złota (AuNRs) oraz odpowiedni kształt szablonu z origami DNA. (B) Oszacuj parametry strukturalne AuNRs (DAuNR, LAuNR) oraz matryca origami (Worigami, Lorigami,Θ). Zlokalizuj przybliżone położenia zszywek, które wymagają dalszej modyfikacji. (CProjektowanie matryc DNA origami przy użyciu programu caDNAno. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig1large.jpg" target="_blank">Aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury, kliknij tutaj.</a>
<img alt="Wyniki elektroforezy żelowej dla origami DNA, wskazujące na separację nici i strukturę zwijania." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig2.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2Elektroforeza w żelu agarozowym struktur origami. (A) Oczyszczanie za pomocą elektroforezy w 1% żelu agarozowym przez 2 h przy 80 V. (B) Charakterystyka przy użyciu elektroforezy żelowej na żelu agarozowym 2% przez 4 h przy napięciu 80 V. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig2large.jpg" target="_blank">Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury.</a>
<img alt="Schemat elektroforezy żelowej z opisanymi agregatami DNA-AuNR, dimerem oraz niezwiazanymi cząstkami." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig3.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rycina 3"> 
Rysunek 3Oczyszczanie origami-AuNRs za pomocą elektroforezy w żelu agarozowym. Żel (0,7%) elektroforezowano przez 3,5 h przy napięciu 80 V dla próbek przygotowanych zgodnie z procedurą składania przy różnych stosunkach DNA-AuNR do origami (20:1, 5:1) oraz próbek (stosunek DNA-AuNR do origami 10:1) z zastosowaniem i bez zastosowania procedury wyżarzania. Obrazy TEM próbek z prążków 1, 2 i 3 przedstawiono w Rysunek 6. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig3large.jpg" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Obraz z mikroskopii elektronowej nanostruktur; skala: 10 nm; badania materiałowe, nanotechnologia." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig4.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rycina 4"> 
Rysunek 4Reprezentatywny obraz TEM matryc z origami DNA. Struktura origami składa się z dwóch wiązek 14 helis (80 nm x 16 nm x 8 nm) połączonych ze sobą nicią rusztowującą. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig4large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Obraz z transmisyjnego mikroskopu elektronowego nanoprętów w skali 100 nm do analizy inżynierii materiałowej." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig5.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rysunek 5"> 
Rysunek 5Reprezentatywny obraz TEM nanoprętków złota (AuNRs). Średnie wymiary zsyntetyzowanych AuNR mają wartość 70 x 30 nm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig5large.jpg" target="_blank">Aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny, kliknij tutaj.</a>
<img alt="Rozkład nanocząstek, obrazy z mikroskopii elektronowej do analizy wielkości cząstek, skala 10 nm." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig6.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rysunek 6"> 
Rysunek 6Obrazy TEM kompleksów origami-AuNR. (A) dimery AuNR na origami po wyżarzaniu (prążek 1 w Rysunek 3). (B) Dimery AuNR na origami bez wyżarzania (pasmo 2 w Rycina 3). (C) agregaty origami-AuNR (pasmo 3 w Rycina 3). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig6large.jpg" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Wykres dichroizmu kołowego; analiza widm CD stanów otwartych i zamkniętych, długość fali 50–750 nm." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig7.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rycina 7"> 
Rysunek 7Widma CD kompleksów origami-AuNR. Widma CD struktur zamkniętych (matryc origami utrwalonych za pomocą nici blokujących w konfiguracji prawoskrętnej, z 50° między dwoma pęczkami origami) oraz strukturę otwartą (szablony origami bez nici blokujących). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig7large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>

Opisujemy szczegółowy protokół opartego na origami łączenia złotych nanoprętów w chiralne metamolekuły plazmoniczne z silnymi reakcjami chiroptycznymi. Protokół nie ogranicza się do konfiguracji chiralnych i może być łatwo dostosowany do wytwarzania różnych architektur plazmonicznych.

Składanie złotych nanoprętów w chiralne metamolekuły plazmoniczne za pomocą szablonów DNA Origami

The inherent addressability of DNA origami structures makes them ideal templates for the arrangement of metal nanoparticles into complex plasmonic ...

Metoda ta pozwala na wytwarzanie trójwymiarowych chiralnych zespołów plazmonicznych o silnych reakcjach chiroptycznych. Główną zaletą tego podejścia jest to, że umożliwia ono wytwarzanie złożonych nanostruktur metalowych przy użyciu ogólnodostępnych narzędzi programowych i powszechnego sprzętu laboratoryjnego w biochemii. Procedurę zademonstrują Yike Huang, doktorant, i Minh-Kha Nguyen, doktorant z mojego laboratorium.Użyj caDNAno, aby zaprojektować szablon origami DNA. Poprowadź rusztowanie w pasmach zszywek zgodnie z pożądanym kształtem szablonu. Następnie wygeneruj sekwencje pasm zszywek, klikając narzędzie sekwencji.Kliknij narzędzie do malowania i zaznacz pasma zszywek, które wymagają dalszej modyfikacji. Kliknij narzędzie eksportu, aby wyeksportować sekwencje zszywek DNA do pliku CSV. Następnie zaimportuj plik CSV do aplikacji do obsługi arkuszy kalkulacyjnych.Dodaj sekwencję poliadeniny na końcu zszywek, które będą używane jako uchwyty do montażu złotych nanoprętów. Zmodyfikuj pasma zszywek w zaprojektowanych miejscach zamka za pomocą sekwencji zamków. Przygotować zapas roboczy z pasm zszywek, w tym pasm z uchwytami i zamkami, mieszając równe ilości znormalizowanych oligonukleotydów zszywkowych.Następnie przygotuj mieszankę origami zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Wyżarzaj mieszaninę w termocyklerze od 80 stopni do 20 stopni Celsjusza. W przypadku 1% żelu rozpuść jeden gram agarozy w 100 mililitrach TBE, podgrzewając mieszaninę w kuchence mikrofalowej.Dodaj 10 mikrolitrów 10 000X barwnika DNA zgodnie ze specyfikacją barwienia. Aby zminimalizować ekspozycję na światło UV na etapie ekstrakcji, należy użyć barwienia DNA, które można uwidocznić pod wpływem niebieskiego wzbudzenia. Odleć żel i inkubować przez 30 minut w temperaturze pokojowej.Następnie umieść pudełko z żelem w lodowatej kąpieli wodnej. Dodaj bufor ładujący do próbek origami i załaduj próbki do studzienek o odpowiedniej objętości zgodnie z użytym stożkiem. Uruchom elektroforezę na dwie godziny przy napięciu 80 woltów.Zobrazuj żel za pomocą imagera do żelu. Użyj transiluminatora światła niebieskiego, aby zwizualizować opaski i przeciąć opaskę origami. Następnie rozbij żel na parafilmie i wyekstrahuj płyn.Wydajność odzysku wynosi około 40%Odpipetuj ciecz do odśrodkowego filtra i wiruj z prędkością 3 000 razy G przez pięć minut. Zmierz absorpcję roztworu origami przy 260 nanometrach za pomocą spektrometru UV widzialnego. Aby przygotować złote nanopręty, rozpuść 0,55 grama CTAB i 0,037 grama kwasu 2,6-dihydroksybenzoesowego w 15 mililitrach ciepłej wody w kolbie okrągłodennej.Po schłodzeniu roztworu do 30 stopni Celsjusza dodać 600 mikrolitrów czteromilimolowego azotanu srebra i mieszać z prędkością 450 obr./min przez dwie minuty. Pozostaw roztwór w spokoju na 15 minut w temperaturze 30 stopni Celsjusza. Następnie dodaj 15 mililitrów jednego milimolowego wodoru tetrachlorouranianu do roztworu i mieszaj z prędkością 450 obr./min przez 15 minut.Dodaj również 120 mikrolitrów 64-milimolowego kwasu L-askorbinowego i natychmiast mieszaj z prędkością 1 200 obr./min przez 30 sekund. Teraz dodaj 12 mikrolitrów nasion złota i mieszaj z prędkością 1 200 obr./min przez 30 sekund. Roztwór inkubować w łaźni wodnej w temperaturze 30 stopni Celsjusza przez 18 godzin.Nie należy naruszać roztworu i zamknąć kolbę za pomocą nakrętki. Otrzymany roztwór przenieść do probówek wirowych i odwirować w temperaturze 9 500 razy G przez 12 minut w temperaturze 20 stopni Celsjusza. Odrzuć supernatant i rozproszyć osad w 20 mililitrach ultra czystej wody.Wykonaj jeszcze jeden etap wirowania, a następnie rozproszyć końcowe osadki w trzech mililitrach wody destylowanej. Oszacuj stężenie nanoprętów złota na podstawie pomiaru absorpcji w świetle widzialnym UV przy użyciu współczynnika ekstynkcji dla podłużnego rezonansu plazmonowego. Wymieszaj 150 mikrolitrów 10 nanomolowych nanoprętów złota i 40 mikrolitrów 0,5-milimolowego DNA tiolowego poddanego działaniu TCEP.Dodać 1% SDS do roztworu złotego nanopręta, aż do osiągnięcia końcowego stężenia SDS 0,05%. Dostosuj pH do poziomu od 2,5 do trzech za pomocą około jednego mikrolitra jednego molowego HCL. Inkubuj przez dwie godziny, wstrząsając z prędkością 70 obr./min.Dodać chlorek sodu, aby osiągnąć końcowe stężenie chlorku sodu 0,5 mola i inkubować przez cztery godziny w temperaturze pokojowej, wstrząsając z prędkością 70 obr./min. Następnie dostosuj pH do około 8,5 z 10-krotnym buforem TBE i inkubuj przez noc. Przemyć złote nanopręty DNA cztery razy, mieszając próbki z jednym mililitrem buforu płuczącego i odwirować w temperaturze 7 000 razy G przez 30 minut.Usunąć supernatant i ponownie zawiesić złote nanopręty DNA w pozostałej cieczy. Oszacuj stężenie złotych nanoprętów DNA na podstawie pomiaru absorpcji w świetle widzialnym UV, tak jak poprzednio. Dodać chlorek magnezu do roztworu oczyszczonych nanoprętów złota DNA do końcowego stężenia 10 milimolów.Wymieszaj oczyszczone DNA, złoto, nanopręty i origami w stosunku 10 do jednego i uzyskaj mieszaninę w mikserze z kontrolą temperatury od 40 stopni Celsjusza do 20 stopni Celsjusza, wstrząsając z prędkością 400 obr./min. Użyj elektroforezy w żelu agarozowym 0,7%, aby oczyścić końcowe struktury nanoprętów ze złota origami. Do obrazowania TEM zmieszaj 200 mikrolitrów 0,75% roztworu mrówczanu uranylu i 1 mikrolitr pięciomolowego wodorotlenku sodu.Wiruj natychmiast przez dwie do trzech minut. Wirować roztwór plamy przez trzy do czterech minut w temperaturze 14 000 razy G. Następnie chroń plamę przed światłem, owijając ją folią aluminiową. Po zwiększeniu hydrofalowości siatek TEM zgodnie z opisem w protokole tekstowym, odpipetować pięć mikrolitrów próbki kropli na siatkę TEM.Po inkubacji trwającej od pięciu do ośmiu minut usuń kroplę, delikatnie dotykając bibuły filtracyjnej krawędzią siatki. Teraz odpipetuj jedną dużą kroplę i jedną małą kroplę roztworu plamy na kawałku parafilmu. Umieść siatkę na małej kropli roztworu plamy i natychmiast wysusz, dotykając bibuły filtracyjnej krawędzią siatki.Następnie umieść go na dużej kropli roztworu do plam na 30 sekund. Pokazany tutaj jest obraz TEM szablonów origami DNA. Struktura origami składa się z dwóch 14 wiązek helisy połączonych ze sobą pasmem rusztowania.Na tym zdjęciu pokazano reprezentatywny obraz TEM złotych nanoprętów. Średnie wymiary zsyntetyzowanych nanoprętów złota wynoszą 70 na 30 nanometrów. Ten obraz przedstawia złote dimery nanoprętów na origami po wyżarzaniu.Ze względu na ich preferencję wiązania z siatkami TEM, złote zespoły nanoprętów origami są zwykle postrzegane jako równoległe wiązki i pręty origami. Protokół umożliwia wysoką wydajność łączenia nanoprętów złota w chiralne metacząsteczki z silnymi reakcjami dichroizmu kołowego plazmonicznego. Pokazane są tutaj widma struktur zamkniętych i struktur otwartych.Po jej opracowaniu technika ta utorowała naukowcom drogę do zbadania plazmonicznych właściwości optycznych złożonych, samoorganizujących się nanostruktur metalowych. Jak opisano w protokole tekstowym, w tej metodzie stosuje się kilka niebezpiecznych substancji chemicznych. Prosimy o dokładne zapoznanie się z kartą charakterystyki substancji niebezpiecznej i podjęcie niezbędnych środków ostrożności.

assembly-gold-nanorods-into-chiral-plasmonic-metamolecules-using-dna

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Origami DNA to potężna metoda wytwarzania precyzyjnych obiektów w nanoskali poprzez programowanie samoorganizacji cząsteczek DNA. Tutaj opisujemy, w jaki sposób origami DNA można wykorzystać do zaprojektowania robota zdolnego do wyczuwania sygnałów biologicznych i reagowania poprzez zmianę kształtu, a następnie przekazywanego do pożądanego efektu.

Projektowanie bioresponsywnego robota z DNA Origami

Nanorurki złota o kontrolowanych wymiarach mogą być syntetyzowane przez elektrochemiczne osadzanie w porowatych membranach z anodowego tlenku glinu (AAO) przy użyciu hydrofobowego rdzenia polimerowego. Złote nanorurki i matryce nanorurek są obiecujące pod kątem zastosowań w biodetekcji plazmonicznej, spektroskopii Ramana wzmocnionej powierzchniowo, ogrzewaniu fototermicznym, transporcie jonowym i molekularnym, mikrofluidyce, katalizie i wykrywaniu elektrochemicznym.

Ukierunkowana synteza matrycowa plazmonicznych nanorurek złota z przestrajalną absorbancją IR

Origami DNA to potężna metoda wytwarzania precyzyjnych obiektów w nanoskali poprzez programowanie samoorganizacji cząsteczek DNA. Tutaj opisujemy protokół składania robota reagującego biologicznie z origami DNA, jego oczyszczania i barwienia ujemnego do obrazowania pod mikroskopem elektronowym transmisyjnym (TEM).

Składanie i charakterystyka bioresponsywnego robota z DNA Origami

Kafelkowanie DNA jest skutecznym podejściem do tworzenia programowalnych nanostruktur. Opisujemy protokoły konstruowania złożonych dwuwymiarowych kształtów poprzez samoorganizację jednoniciowych płytek DNA.

Samoorganizacja złożonych dwuwymiarowych kształtów z jednoniciowych płytek DNA

Opisujemy szczegółowy protokół projektowania, symulacji, eksperymentów w laboratorium mokrym i analizy dla rekonfigurowalnego stojaka harmonijkowego DNA o oczkach 6 na 6.

Projekt i synteza rekonfigurowalnego stojaka na akordeon DNA

Ten artykuł przedstawia szczegółowy protokół ligacji T4 i denaturacji PAGE oczyszczania małych kolistych cząsteczek DNA, wyżarzania i natywnej analizy PAGE okrągłych płytek, montażu i obrazowania AFM nanostruktur DNA 1D i 2D, a także elektroforezy w żelu agarozowym i wirowania oczyszczania skończonych nanostruktur DNA.

Stabilne motywy DNA, nanostruktury 1D i 2D zbudowane z małych kolistych cząsteczek DNA

Tutaj przedstawiono protokół ochrony nanostruktur DNA origami w pożywkach zubożonych w Mg i bogatych w nukleazy przy użyciu naturalnych kationowych powłok polisacharydowych chitozanu i syntetycznych liniowych powłok polietylenoiminy (LPEI).

Powłoka polikationowa inspirowana terapią genową w celu ochrony nanostruktur DNA origami

Tutaj opisujemy protokół tworzenia dyskretnych i dokładnych nieorganicznych nanostruktur na podłożach, używając kształtów origami DNA jako szablonów prowadzących. Metoda jest demonstrowana poprzez tworzenie plazmonicznych złotych anten w kształcie muszki na przezroczystym podłożu (szafirze).

Nanowzorce substratów DNA origami struktur nieorganicznych do zastosowań detekcyjnych

Ten protokół demonstruje pomiary jednocząsteczkowego wzmocnionego powierzchniowo rozpraszania Ramana (SERS) za pomocą nanoanteny DNA origami (DONA) w połączeniu z kolokalizowaną mikroskopią sił atomowych (AFM) i pomiarami Ramana.

Pomiary rozpraszania Ramana wzmocnionego powierzchniowo pojedynczej cząsteczki możliwe dzięki nanoantenom origami plazmonicznego DNA

Opisujemy eksperymentalne szczegóły syntezy wzorcowych i rekonfigurowalnych cząstek z dwuwymiarowych (2D) prekursorów. Metodologia ta może być stosowana do tworzenia cząstek o różnych kształtach, w tym wielościanów i urządzeń chwytających, w skalach długości od mikro do centymetrów.

Inspirowany origami samomontaż wzorzystych i rekonfigurowalnych cząstek

Poznaj metodę składania złotych nanoprętów w chiralne metamolekuły plazmoniczne przy użyciu szablonów DNA origami. Technika ta umożliwia tworzenie złożonych struktur 3D z silnymi odpowiedziami chirooptycznymi.

Składanie złotych nanoprętów w chiralne metamolekuły plazmoniczne za pomocą szablonów DNA Origami

Przeglądaj więcej filmów