Name: Preparação de Mica e silício substratos para análise do DNA Origami e Experimentação (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-07-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 3 s
Description: Aprenda a preparar substratos de mica e óxido de silício para experimentos de DNA origami usando técnicas de limpeza RCA e funcionalização com íons de magnésio. Estes protocolos garantem superfícies limpas para nanotecnologia.

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

playerTrialDesktop

Os autores agradecem ao Dr. Gary Bernstein pelo uso do AFM.

1. Experiência Planejamento e preparação do material <ol><li> Determinar o desenho, a concentração, ea funcionalidade do origami de DNA que vai ser usado nas experiências 14-16. Aqui, utilizamos um design ADN origami rectângulo preparado em 1x TAE / Mg 2+ (40 mM de base Tris, 20 mM ácido acético, EDTA 2 mM e acetato de magnésio 12 mM, pH 8,0). 17 </li><li> Autoclave todas as dicas, tubos e recipientes para ser usado. Estes materiais devem ser todos autoclave compatível. </li><li> Prepare um suprimento de água esterilizada para a lavagem. Encha uma jarra estéril com cerca de 500 ml de 18 mohms x cm de água, coloque em uma chapa quente, deixe ferver por 5 minutos com a tampa fora, e tomar o pote fora do fogão e deixe esfriar com a tampa colocada no recipiente, mas não apertado . Guarde na geladeira e preparar uma nova oferta a cada mês ou quando necessário. </li></ol> 2. Preparar o Mica Substrato <ol><li> Cut substratos para o tamanho adequado (1 cm x 1 centímetro quadrados) com uma tesoura. A mica é fina e frágil. Alternativamente, compra de mica em forma de disco que não exige o corte. </li><li> Clivar o mica usando fita dupla face. Mica é composta por camadas de minerais separados por intercalando íons, cada camada pode ser retirada quando adere a fita dupla face. 18 <ol><li> Coloque os quadrados mica na fita dupla face ainda no dispensador de fita, certificando-se que é aderida firmemente à fita. Deslize cuidadosamente a pinça entre o mica e da fita, o mais alto camada serão removidos e permanecem na fita. Imediatamente após a remoção, o quadrado de mica terá o seu lado limpo virada para baixo. Certifique-se de virar a mica sobre antes de armazenar em um recipiente. </li><li> Repetir esta três a quatro vezes para assegurar a remoção completa da camada mais superior e a limpeza adequada. </li></ol></li><li> Alternativamente, a mica aderir a um recipiente ou de mesa com um pedaço de fita adesiva de dupla face e utilizar uma segunda peça de sassinale a e retire a camada mais superior mica. A mica serão adequadamente feita em ambos os casos, embora o método alternativo do depósito faz com que o ADN e lavagem e secagem da amostra difícil devido à segunda adesão ao suporte. </li></ol> 3. Depositar DNA Origami em Mica <ol><li> Resumidamente, misture o frasco de origami de DNA usando um misturador de vórtice para assegurar uma dispersão de nanoestruturas em solução. </li><li> Pipeta 4 ul de solução sobre a mica, assegurando que a ponta da pipeta não toque no substrato. Deixe o origami de DNA no mica por cerca de 10 min para garantir uma cobertura adequada. O tempo de deposição pode variar, dependendo da concentração de origami de DNA (Figuras 2 e 3) usado, bem como a cobertura desejada. <ol><li> Lavar a solução de origami de DNA fora do substrato mica utilizando 100 ml de água estéril sobre uma pia ou outro recipiente líquido. Pegue o mica, usando uma pinça. Pipeta da água nosubstrato, com o fluxo da gota para a ponta da pinça. Agitar a mica com um movimento para baixo afiadas para remover o excesso de água. Segurar a pinça na vertical de modo que a água vai fluir para as pinças para evitar a contaminação da amostra. </li></ol></li><li> Seca-se o substrato com um fluxo constante de azoto (N 2) durante 1 min. Certifique-se que o excesso de água é removido. Repetir a lavagem com um adicional de 100 ul de água estéril. Seca-se o substrato com N2 durante mais 3 minutos. Um substrato completamente seca é necessário para análise bem sucedida de microscopia de força atómica (AFM) (Figura 4). </li><li> Analisar o substrato utilizando AFM ou armazene em um recipiente fechado. </li></ol> 4. CMOS / Silicon Cleaning Set-up <ol><li> CUIDADO: Ao usar o CMOS set-up, use equipamentos de proteção individual em todos os momentos. Os reagentes incluem ácidos fortes, bases fortes, ácido fluorídrico (HF), e agentes oxidantes fortes, que cAn reagir com solventes residuais se reagentes não são devidamente eliminados. Observar as seguintes precauções de segurança: <ol><li> Casa CMOS banco em um capuz químico com nenhum outro processo ou set-ups. </li><li> Use luvas de borracha nitrílica, revestimento do laboratório, óculos de segurança, luvas de borracha nitrílica grandes industriais, um avental derramamento, e uma viseira em todos os momentos ao usar o banco CMOS. </li><li> Use banheiras de plástico como contenção secundária quando as soluções são preparadas. </li><li> Use um copo graduado fluorado polímero inerte para a manipulação do HF concentrado. </li><li> Faça cálcio gluconato de pomada disponível como primeiros socorros para qualquer exposição da pele. </li><li> Apenas permitir que o pessoal devidamente treinado para realizar o processo. </li><li> Sempre garantir um outro membro do laboratório está presente em caso de emergência. </li><li> Mantenha as informações MSDS para todos os produtos químicos perto do capô. </li><li> Estar familiarizado com derramamento de produtos químicos e de exposição das políticas da empresa ou da instituição de. Nota: HF prontamente permeia a pelee é um limpador de cálcio, afetando ossos e nervos prejudiciais se ocorrer exposição. Exposição cutânea a alguns mililitros de ácido fluorídrico concentrado pode ser perigoso e até fatal. Estabelecer as precauções necessárias para assegurar que a exposição não ocorre. </li></ol></li><li> Execute RCA1 e RCA2 em um separado 250 ml copos de vidro em placas separadas. Cada copo deve conter uma barra de agitação. Monitorar a temperatura da solução usando termómetros apertadas de modo a barra de agitação não bater no bulbo. Cobrir as provetas, utilizando um vidro de relógio para diminuir os efeitos de evaporação. </li><li> RCA1 Preparação <ol><li> Coloque 50 ml de 18 mohms x cm de água no copo RCA1 designado utilizando um copo de medição. </li><li> Adicionar 15 ml de hidróxido de amónio concentrado (NH4OH) para o copo. Lavar o copo de medição com 25 ml de água e adicionar a água da lavagem para o copo RCA1. </li><li> Ligar o agitador e calor numa placa de aquecimento e trazer o banho RCA1 a 70 ° C. </li&gt; <li> Adicionar 15 ml de 30% de peróxido de hidrogénio (H 2 O 2) para o copo de RCA1. Usar a solução RCA1 dentro de 1 hora após a H 2 O 2 foi adicionado. O banho pode ser utilizado várias vezes dentro do intervalo de três dias, se 15 ml de peróxido é adicionado ao banho de cada vez. </li><li> Lavar o copo de medição cuidadosamente com água e descartar a lavagem em um frasco de resíduos RCA1 apropriado. </li></ol></li><li> RCA2 Preparação <ol><li> Adicionar 70 ml de 18 mohms x cm de água para o copo RCA2 designado utilizando o copo de medição cuidadosamente lavados. </li><li> Adicionar 15 ml de ácido clorídrico concentrado (HCl). Lavar o copo de medição com 20 ml de água e adicioná-lo ao copo RCA2. </li><li> Aumentar o aquecimento e agita-se a velocidade da placa de aquecimento até a solução atingir 70 ° C. </li><li> Adicionar 15 ml de 30% de H 2 O 2. Como o banho RCA1, usar esta solução dentro de uma hora a partir de quando o H 2 O 2 é adicionado; Além disso, o banhopode ser reutilizado várias vezes dentro do intervalo de três dias, se 15 ml de H 2 O 2 é adicionada antes de cada utilização. </li></ol></li><li> IC Preparação de Solução <ol><li> Colocar 50 ml de água numa proveta de polímero fluorado inerte. </li><li> Medida 4 ml de ácido fluorídrico concentrado (49%) na proveta de plástico de medição e adicioná-lo no copo de polímero fluorado inerte. </li><li> Lave o plástico medindo copo com um total de 50 ml de água, adicionando a água da lavagem para o copo HF. Lave o copo de medição cuidadosamente com água e descartar as lavagens em um recipiente de descarte designado HF. </li></ol></li></ol> 5. Preparação e limpeza do Silício Substrato <ol><li> Corte de wafers de silício em chips <ol><li> Identificar as direcções perpendiculares e paralelas treliça sobre a superfície polida plana da bolacha de silício. Estas instruções são usadas para ajudar a tornar mais fácil clivagem quadrados. As instruções a seguir referem-se a cleaving silício &lt;110&gt; e podem não ser adequados para outras orientações cristalinas. </li><li> Coloque o wafer de silício polido-side-up em uma superfície macia, como um guardanapo. Usando a caneta com ponta de diamante escriba, suavemente do entalhe da parte inferior do disco de contacto ao longo da borda plana primário. Coloque um fio pequeno, como um clipe de papel, abaixo do nick e aplique suavemente pressão para a bolacha, colocando os dedos ou com uma pinça de cada lado do nick e empurrando para baixo. Fazendo isso irá separar o wafer em duas metades ao longo da linha de rede cristalina na direção decompor natural. </li><li> Por outro guardanapo, com um lápis e régua, medir a largura desejada dos pontos quadrados por marcação sobre a parte superior e a parte inferior do penso. Conectar esses pontos com linhas retas. Isto irá servir como um guia para formas mesmo quadrados. </li><li> Coloque uma das metades wafer ponta-primeiro entre as linhas medidas no guardanapo lavada contra a linha e repita o passo em 5.1.2 O recém quebrado perpendicular pieces deve agora ser a largura dos quadrados clivados. Rode o wafer horizontalmente no guardanapo. Coloque-o entre as linhas perpendiculares e repita o processo na etapa 5.1.2. </li><li> Armazenar os chips da bolacha recém clivada num frasco limpo cheio de água DI para evitar arranhões. Os chips de silício pode ser armazenado indefinidamente, mas deve ser limpa antes de iniciar as experiências. </li></ol></li><li> Limpeza de CMOS Silicon <ol><li> Quando a solução RCA1 atingiu a temperatura adequada, submergir oito a dez de 1 cm x 1 centímetro chips de silício na solução usando um cesto de polímero fluorado inerte com um &quot;diâmetro 2. As bolhas de oxigénio se formam sobre as fichas e as paredes da taça. Se nenhum borbulhante ocorre, o H 2 O 2 é degradado. Deixe os chips na solução por 10 a 20 min, agitando o cesto cima e para baixo a cada poucos minutos para manter os chips grudem umas nas outras. </li><li> Levante a cesta contendo os chips de silício para cima e escorra bem. Mova a cesta sobre to do copo de resíduos e enxaguar bem com 18 mohms x cm de água. Mergulhe no copo de lavagem e sacudir para cima e para baixo por 20 s. Escorra o cesto e lavar abundantemente com água sobre o copo de resíduos. Esvazie o copo de resíduos em um frasco de resíduos RCA1 designado e encher com água. </li><li> Após a limpeza RCA1 é completa, colocar o cesto na proveta 01:50 HF para de 10 a 20 seg. Use uma suave para cima e para baixo movimento de misturar as batatas fritas e HF. Levante o balde enterrada para permitir que o HF para drenar completamente. Nota: As superfícies de fichas deve ser hidrofóbico; a água não vai molhar o chip, mas em vez disso formar gotas com ângulos de contacto elevadas. Isto indica que o óxido de silício tem sido gravado distância e o chip está agora terminada por ligações Si-H. </li><li> Colocar o copo de lavagem e enxágüe copo em uma banheira de plástico, mova a cesta sobre o copo de lavagem e enxágüe com 18 mohms x cm de água. Mergulhe a cesta no copo de lavagem e agitar por 20 s. </li><li> Conclua uma segunda drenagem e rinsciclo e com 18 cm x mohms água. Despejar a água de lavagem para o copo de lavagem e encher o copo de lavagem com água. Despeje todos os resíduos em um frasco de resíduos de plástico HF designado. </li><li> Quando a solução RCA2 atingiu a temperatura adequada, submergir os chips de silício nas soluções que utilizam o cesto. Deixar na solução durante 10 a 20 min. O chip vai agora ser hidrofílico, devido ao crescimento de uma (1-2 nm) óxido de película fina. </li><li> Remover após a quantidade adequada de tempo e siga os mesmos procedimentos de lavagem como para RCA1. Eliminar os resíduos no recipiente de resíduos RCA2 apropriado. Remova cada chip da cesta com uma pinça de plástico, lave com água e seque com nitrogênio. </li><li> Armazene batatas fritas em uma caixa de plástico ou bolacha em um frasco de 18 mohms x cm de água. O silício permanecerá limpo quando armazenados em água por aproximadamente três dias após a limpeza. Certifique-se de que a área de trabalho está devidamente limpo eo exterior das luvas CMOS foram lavados. Deixe a CMLuvas OS na cobertura para secar. </li></ol></li></ol> 6. Depositar DNA Origami em Silicon APTES-funcionalizada <ol><li> Formação de auto-montados Monolayer em Silicon <ol><li> APTES aquecer à RT antes da abertura. Se a garrafa é muito frio, poderá ocorrer condensação, causando hidrólise dos APTES durante o armazenamento. Adicionar 1980 mL de 18 mohms x cm de água e 20 mL de APTES para um frasco de cintilação limpa e agite para misturar. Use esta solução imediatamente. </li><li> Coloque um chip de silício limpos reflexivo-side-up no frasco de cintilação, tampá-lo, e deixe descansar por 20 min. Remover o chip utilizando pinças e lavar com 200 mL de água e seco durante 1 minuto com uma corrente de N 2. </li></ol></li><li> Depositar origami de DNA em APTES funcionalizados Silicon Nota: Os passos para depositar origami de DNA em silício funcionalizado são análogas àquelas para depositar sobre a mica. <ol><li> Resumidamente misturar o frasco origami de DNA e pipeta de 4 ml de soluçãosobre o substrato de silício. Se necessário, aumentar o volume de solução origami de DNA usadas para cobrir todo o substrato como o silicone funcionalizado é mais hidrofóbica do que o substrato de mica. Use uma lamela de vidro para pressionar a solução de deposição para baixo e evitar a evaporação durante longos depoimentos. </li><li> Deixar a solução repousar durante a quantidade de tempo necessário para a concentração utilizada e a cobertura desejada (ver Figuras 2 e 3 para o efeito do tempo e da concentração na cobertura da superfície). Lavar o substrato com 100 ul de estéril 18 mohms x cm de água e seca com N 2 durante 1 min. </li><li> Repetir a lavagem com um adicional de 100 ul de água estéril e secar o substrato com N 2 durante 3 min. </li><li> Conservar a amostra em um recipiente limpo até que novos experimentos ou imagem pode ser realizada. Amostras começam a mostrar acumulação de partículas após cerca de uma a duas semanas de armazenamento de acordo com a forma como muCH eles são tratados. </li></ol></li></ol> Imagem 7. AFM e Análise de Imagem de Amostras de DNA de Origami <ol><li> Use AFM no modo de Tocar no ar para fins de imagem. Modo de batimento que garante um mínimo de força será aplicada às nanoestruturas frágeis, em comparação com o modo de contacto. Nota: Os parâmetros de imagem será dependente do instrumento. Todas as imagens apresentadas foram capturados usando um MultiMode Nanoscope IIIa. </li><li> Seleccione sondas AFM para não-contato / modo no ar batendo, com revestimento reflector de ouro, uma freqüência de ressonância (nominal) de ~ 300 kHz, forçar constante de 40 raio N / m, e de ponta &lt;10 nm. </li><li> Processar e analisar as imagens de AFM, utilizando Nanoscope Analysis Software. Realizar cálculos de cobertura usando ImageJ. 19 </li></ol>

<ol><li>Rothemund, P. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Folding+DNA+to+create+nanoscale+shapes+and+patterns%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns.</a> Nature. 440, 297-302 (2006).</li>
<li>Anderson, E. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+a+nanoscale+DNA+box+with+a+controllable+lid%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of a nanoscale DNA box with a controllable lid.</a> Nature. 459, 73-77 (2009).</li>
<li>Wang, Z., Ding, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+DNA+Self-Assemblies+as+Templates+for+Functional+Nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Engineering DNA Self-Assemblies as Templates for Functional Nanostructures.</a> Acc. Chem. Res. 47, 1654-1662 (2014).</li>
<li>Xu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+Visualizes+the+First+Water+Adlayers+on+Mica+at+Ambient+Conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Graphene Visualizes the First Water Adlayers on Mica at Ambient Conditions.</a> Science. 329, 1188-1191 (2010).</li>
<li>Bustamante, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circular+DNA-molecules+imaged+in+air+by+scanning+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Circular DNA-molecules imaged in air by scanning force microscopy.</a> Biochemistry. 31, 22-26 (1992).</li>
<li>Hsueh, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localized+Nanoscopic+Surface+Measurements+of+Nickel-Modified+Mica+for+Single-Molecule+DNA+Sequence+Sampling%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Localized Nanoscopic Surface Measurements of Nickel-Modified Mica for Single-Molecule DNA Sequence Sampling.</a> ACS Appl Mater. Interfaces. 2, 3249-3256 (2010).</li>
<li>Pastre, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anionic+polyelectrolyte+adsorption+on+mica+mediated+by+multivalent+cations%3A+A+solution+to+DNA+imaging+by+atomic+force+microscopy+under+high+ionic+strengths%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Anionic polyelectrolyte adsorption on mica mediated by multivalent cations: A solution to DNA imaging by atomic force microscopy under high ionic strengths.</a> Langmuir. 22, 6651-6660 (2006).</li>
<li>Woo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+two-dimensional+DNA+origami+lattices+using+cation-controlled+surface+diffusion%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of two-dimensional DNA origami lattices using cation-controlled surface diffusion.</a> Nature Communications. 5, 4889(2014).</li>
<li>Vesenka, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Substrate+preparation+for+reliable+imaging+of+DNA+molecules+with+the+scanning+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Ultramicroscopy%22%5BJournal%5D)">Substrate preparation for reliable imaging of DNA molecules with the scanning force microscope.</a> Ultramicroscopy. 42-44, 1243-1249 (1992).</li>
<li>Adsorption studies of DNA origami on silicon dioxide. Albrechts, B., et al. 21st Micromechanics and Micro Systems Europe Workshop 2010, , (2010).</li>
<li>Sarveswaran, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adhesion+of+DNA+Nanostructures+and+DNA+Origami+to+lithographically+patterned+self-assembled+monolayers+in+Si%5B100%5D%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+of+SPIE-Soc.+Opt.+Eng%22%5BJournal%5D)">Adhesion of DNA Nanostructures and DNA Origami to lithographically patterned self-assembled monolayers in Si[100].</a> Proc. of SPIE-Soc. Opt. Eng. 7637, 76370M-1(2010).</li>
<li>Kern, W., Puotien, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cleaning+solutions+based+on+hydrogen+peroxide+for+use+in+silicon+semiconductor+technology%5BTitle%5D)+AND+%22RCA+Rev%22%5BJournal%5D)">Cleaning solutions based on hydrogen peroxide for use in silicon semiconductor technology.</a> RCA Rev. 31, 187-206 (1970).</li>
<li>Pillers, M., Goss, V., Lieberman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron-Beam+Lithography+and+Molecular+Liftoff+for+Directed+Attachment+of+DNA+Nanostructures+on+Silicon%3A+Top-down+Meets+Bottom-up%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Electron-Beam Lithography and Molecular Liftoff for Directed Attachment of DNA Nanostructures on Silicon: Top-down Meets Bottom-up.</a> Acc. Chem. Res. 47, 1759-1767 (2014).</li>
<li>Saccá, B., Niemery, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DNA+Origami%3A+The+Art+of+Folding+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">DNA Origami: The Art of Folding DNA.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 51, 58-66 (2012).</li>
<li>Douglas, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+prototyping+of+3D+DNA-origami+shapes+with+caDNAno%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">Rapid prototyping of 3D DNA-origami shapes with caDNAno.</a> Nucleic Acids Res. 37, 5001-5006 (2009).</li>
<li>Ben-Ishay, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designing+a+Bio-responsive+Robot+from+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Origami.+J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Designing a Bio-responsive Robot from DNA.</a> Origami. J. Vis. Exp. (77), e50268(2013).</li>
<li>Woo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Programmable+molecular+recognition+based+on+the+geometry+of+DNA+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Programmable molecular recognition based on the geometry of DNA nanostructures.</a> Nature Chemistry. 3, 620-627 (2011).</li>
<li>Schlegel, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cation+sorption+on+the+muscovite+%28001%29+surface+in+chloride+solutions+using+high-resolution+X-ray+reflectivity%5BTitle%5D)+AND+%22Geochim.+Cosmochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Cation sorption on the muscovite (001) surface in chloride solutions using high-resolution X-ray reflectivity.</a> Geochim. Cosmochim. Acta. 70, 3549-3565 (2006).</li>
<li>Rasband, W. S., Howarter, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((National+Institutes+of+Health%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">National Institutes of Health.</a> Langmuir. 22, Bethesda, Maryland, USA. 11142-11147 (2006).</li>
<li>Kershner, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Placement+and+orientation+of+individual+DNA+shapes+on+lithographically+patterned+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Placement and orientation of individual DNA shapes on lithographically patterned surfaces.</a> Nature Nanotechnology. 4, 557-561 (2009).</li>
<li>Hung, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-area+spatially+ordered+arrays+of+gold+nanoparticles+directed+by+lithographically+confined+DNA+origami%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Large-area spatially ordered arrays of gold nanoparticles directed by lithographically confined DNA origami.</a> Nature Nanotechnology. 5, 121-126 (2010).</li>
<li>Sarveswaran, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((et+al.Adhesion+of+DNA+nanostructure+and+DNA+origami+to+lithographically+patterned+self-assembled+monolayers+on+Si%5B100%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE-Int.+Soc.+Opt.+Eng%22%5BJournal%5D)">et al.Adhesion of DNA nanostructure and DNA origami to lithographically patterned self-assembled monolayers on Si[100.</a> Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. 7637, 76370M(2010).</li>
<li>Pillers, M. A., Lieberman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+stability+of+DNA+origami+on+mica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vac.+Sci.+Technol.+B%22%5BJournal%5D)">Thermal stability of DNA origami on mica.</a> J. Vac. Sci. Technol. B. 32, 040602(2014).</li>
<li>Song, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Visualization+of+Transient+Thermal+Response+of+a+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Origami.+J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Direct Visualization of Transient Thermal Response of a DNA.</a> Origami. J. Am. Chem. Soc. 134, 9844(2012).</li>
<li>Wei, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+the+thermal+behavior+of+DNA+origami+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Mapping the thermal behavior of DNA origami nanostructures.</a> J. Am. Chem. Soc. 135 (16), 6165-6176 (2013).</li>
<li>Hyojeong Kim,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stability+of+DNA+Origami+Nanostructures+under+Diverse+Chemical+Environments%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Stability of DNA Origami Nanostructures under Diverse Chemical Environments.</a> Chem. Mater. 26, 5265-5273 (2014).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

Há vários passos que precisam ser enfatizados para atingir resultados consistentes e ideais. Para amostras de mica, após uma lavagem rigorosa e minuciosa e que secam regime, como nos passos 3.3 e 3.4, vai assegurar que as imagens de origami de DNA indivíduo de alta qualidade pode ser alcançada usando AFM sem os vários problemas descritos na seção Resultados Representante. De primordial importância para as amostras de silício é a limpeza do substrato. Seguindo os procedimentos de limpeza descritas na etapa 5.2 cuidadosam...

Introduzido pela primeira vez em 2006, origami de DNA utiliza a natureza de auto-montagem de oligonucleótidos de DNA para produzir nanoestruturas designable e altamente ordenados. 1 Uma miríade de estruturas têm sido relatados, que vão desde as caras do smiley travada para caixas em 3 dimensões. 2 origami de DNA pode ser funcionalizada com várias biomoléculas e nanoestruturas, dando origem a aplicações de investigação no domínio da nanoelectrónica, medicina e computação quântica. 3 No entanto, a análise e muitas aplicações futuras não são apenas dependente de concepção estrutural, mas também com a adesão das nanoestruturas origami de DNA em superfícies. Os métodos descritos neste manuscrito dizem respeito à preparação de amostras de ADN origami em dois tipos de substratos: mica e óxido de silício funcionalizado. A mica é o substrato de escolha para estudos origami ADN porque é atomicamente plana, com uma altura de camada de 0,37 nm ± 0,02 nm. 4 É também easily limpo, tornando a preparação de amostras e microscopia de força atômica (AFM) estudos simples. Mica moscovite contém uma alta densidade de potássio em cada plano de clivagem, mas estes iões difundem para longe da superfície da mica quando em água. Para mediar a ligação de origami de DNA para o substrato de mica, Mg 2+ é usado para inverter a carga negativa da mica e se ligar electrostaticamente a espinha dorsal de fosfato do ADN para o substrato (Figura 1A). 5 As misturas de DNA emparelhado na presença de grande excessos de fios de grampos dar cobertura elevada e boas imagens em mica, porque a adesão de origami de DNA para Mg 2+ superfície do terminadas em é muito mais forte do que a adesão de oligonucleotídeos de cadeia simples (vertentes descontínuas). Outros iões carregados positivamente, incluindo Ni e Co 2+ 2+ pode ser utilizada para controlar a aderência de ADN em mica. 6,7 Alterar a concentração de catiões monovalentes e divalentes em solução pode mediar Adhetaxas de Sion e difusão superfície de origami de DNA. 8 No entanto, o protocolo para a preparação de substratos de mica e depositando e lavar o origami é muitas vezes não explicitamente descritos nos manuscritos publicados 9. Sem um protocolo claro, boa reprodutibilidade dos resultados pode ser difícil de obter. A mica é um isolador, para que ele não é adequado como um substrato para algumas aplicações em nanoelectrónica. Silicon passivado com um óxido nativo fina tem propriedades eletrônicas desejáveis, incluindo a compatibilidade com o processamento antes de cortesia semicondutor de óxido metálico (CMOS) para criar estruturas de entrada / saída e características topográficas. Bolachas de silício são armazenados ao ar com passivado ou um óxido térmico de espessura ou película fina de óxido nativo que é relativamente sujo, com um elevado número de partículas. Óxido de silício tem uma muito mais baixa densidade de carga de superfície do que a mica, e a densidade de carga é altamente dependente de óxido de preparação e da história. Em concentrações de íons de magnésio above 150 mM, boas coberturas (até 4 / uM 2) de origami de DNA rectangular pode ser alcançado em substratos de silício de plasma tratado de oxigénio; no entanto, esta concentração e a cobertura pode mudar dependendo do tamanho e design das nanoestruturas a ser utilizado. 10 Um protocolo alternativo para ajustar a carga de superfície é para anexar uma monocamada auto-montada catiónico de 3-aminopropiltrietoxissilano (APTES) (Figura 1B) para o óxido. A amina primária na APTES pode ser protonado a valores de pH inferiores a 9, modificando a carga e hidrofobicidade do substrato. 11 Para uma monocamada completa de APTES a ser depositada com sucesso, o silício deve ser adequadamente limpo usando Radio Corporation of America (RCA) protocolos . Esses protocolos incluem tratamentos em hidróxido de amónio e soluções de peróxido de hidrogênio (RCA1) para remover resíduos orgânicos e contaminantes de partículas. Um curto etch em solução aquosa de ácido fluorídrico remove a camada de óxido nativo juntamente comquaisquer contaminantes iónicos que aderem ao óxido. Finalmente, as amostras são expostas a um ácido clorídrico e solução de peróxido de hidrogénio (RCA2) para remover o metal e contaminantes iónicos e formar uma camada fina de óxido, uniforme. 12 A maioria das salas limpas, designaram capuzes de protocolos de limpeza CMOS, com regras estritas sobre o que pode ser usada nestas áreas. Um problema comum vem sob a forma de íons tais como o sódio, o que pode perturbar as propriedades eletrônicas de estruturas CMOS criando armadilhas midbandgap. 13 íons comumente usado em origami de DNA de preparação e de deposição buffers poderia contaminar os banhos de CMOS e causar problemas para outros pesquisadores que utilizam o quarto limpo. Por esta razão, o nosso grupo utiliza um CMOS &#39;sujos&#39; limpeza banco organizados especificamente para as pequenas amostras utilizadas para a investigação origami de DNA. Este processo é uma boa alternativa para a sala limpa tradicional set-up e pode ser adequado para laboratórios que não têm acesso a um banco de CMOS de sala limpa.

<table><tbody><tr><td>Eppendorf epT.I.P.S. Recargas, capacidade 2-200&nbsp; &mu; l</td><td>VWR International, LLC</td><td>22491733</td><td>bandeja de recarga de 10 tubos de</td></tr><tr><td>microcentrífuga de 96 pontas, polipropileno</td><td>VWR International, LLC</td><td>87003-290</td><td>0,65 ml, natural</td></tr><tr><td>Research Plus Pippete - Canal Único - 20-200&nbsp; &mu; l</td><td>A. Daigger & amp Companhia, Inc.</td><td>EF8960F-3120000054 CADA</td><td>Pippete de Pesquisa de Volume Ajustável</td></tr><tr><td>Plus - Canal Único - 2-20&nbsp; &mu; l</td><td>A. Daigger & amp Companhia, Inc.</td><td>EF8960D-3120000038 CADA</td><td></td></tr><tr><td>Fita Dupla Face Permanente Scotch 237 Volume Ajustável</td><td>Office Depot, Inc.</td><td>602710</td><td>3/4" x 300", Pacote de 2</td></tr><tr><td>Misturadores de Vórtice</td><td>Thermo Scientific</td><td>M37610-33Q</td><td></td></tr><tr><td>Recipiente para Wafer único, 2" (50 mm), 60 mm x 11&nbsp; mm</td><td>Microscopia Eletrônica Sciences</td><td>64917-2</td><td>6 por pacote</td></tr><tr><td>6" Wafer, tipo P, < Orientação de 100>, com plano primário</td><td>Nova Electronic Materials, Ltd.</td><td></td><td></td>GC49266</tr><tr><td>Luvas de Exame de Nitrilo Sem Pó</td><td>VWR International, LLC</td><td>82062-428</td><td>O número de catálogo é para tamanho grande</td></tr><tr><td>Sondas sem contato de alta precisão com revestimento reflexivo de Au</td><td>K-Tek Nanotechnology, Inc.</td><td>HA_NC/15</td><td></td></tr><tr><td>Autoclave Pan</td><td>A. Daigger & Companhia, Inc.</td><td>NAL692-5000 EF25341C</td><td></td></tr><tr><td>Sol-Vex II Luvas Agressivas, Tamanho: 9-9.5; 15 mil, 13 polegadas - 1 dz</td><td>Spectrum Chemical Mfg. Corp.</td><td>106-15055 Antes de</td><td>usar, enxágue com água e esfregue até que não se formem bolhas nas luvas.</td></tr><tr><td>Pinças PTFE 200 mm Square</td><td>Dynalon Corp.</td><td>316504-0002</td><td></td></tr><tr><td>Folhas de Mica Muscovita V-5 Quality</td><td>Electron Microscopy Sciences</td><td>71850-01</td><td>10 por pacote</td></tr><tr><td>Disco de Mica, 10 mm</td><td>Ted Pella, Inc</td><td>50</td><td>discos de mica são opcionais</td></tr><tr><td>Caneta Scriber Diamon para Vidraria</td><td>VWR International, LLC</td><td>52865-005</td><td></td></tr><tr><td>Frascos de Cintilação, Vidro Borosilicato, com Tampa de Rosca - 20 ml</td><td>VWR International, LLC</td><td>66022-060</td><td>Caixa de 500, com tampa de polipropileno anexada e forro de folha de celulose</td></tr><tr><td>4 x 5 polegadas Top PC-200 Placa Quente, 120 V/60 Hz</td><td>Dot Scientific, Inc.</td><td>6759-200</td><td></td></tr><tr><td>Frascos de vidro de face reta, boca larga</td><td>VWR International, LLC</td><td>89043-554</td><td>Caixa de 254, tampas com revestimento de celulose/vinil anexado</td></tr><tr><td>Copo de vidro de grau padrão, capacidade de 250 ml</td><td>VWR International, LLC</td><td>173506</td><td></td></tr><tr><td>Beakers, PTFE</td><td>VWR International, LLC</td><td>89026-022</td><td>Para uso com</td></tr><tr><td>vidro de relógio HF de forma rasa, 3"</td><td>VWR International, LLC</td><td>66112-107</td><td>Caixa de 12</td></tr><tr><td>Recipientes de Armazenamento de Plástico</td><td>VWR International, LLC</td><td>470195-354</td><td>Para recipiente secundário</td></tr><tr><td>Termómetros de Uso Geral Líquido-em-Vidro</td><td>VWR International, LLC</td><td>89095-564</td><td></td></tr><tr><td>Pinças de alta precisão e ultrafinas</td><td>Microscopia Eletrónica Sciences</td><td>78310-0</td><td></td></tr><tr><td>Viseira de Policarbonato</td><td>Fisher ScientificInc.</td><td>18-999-4542</td><td></td></tr><tr><td>Avental de Neoprene</td><td>Fisher Scientific, Inc.</td><td>19-810-609</td><td></td></tr><tr><td>Gluconato de cálcio, Calgonato</td><td>W.W Grainger, Inc.</td><td>13W861</td><td>Tubo, 25 g</td></tr><tr><td>de peróxido de hidrogênio 30% CR ACS 500 ml</td><td>Fisher Scientific, Inc.</td><td>H325 500</td><td></td></tr><tr><td>3-aminopropiltrietoxissilano</td> nocivo e tóxico <td>Gelest Inc.</td><td>SIA0610.0-25GM</td><td>Deixe aquecer à temperatura ambiente antes de usar.</td></tr><tr><td>Hidróxido de amônio, 2,5 L</td><td>Fisher Scientific, Inc.</td><td>A669-212</td><td>PREJUDICIAL, TÓXICO</td></tr><tr><td>Ácido clorídrico</td><td>Fisher Scientific, Inc.</td><td>A144-212</td><td>PREJUDICIAL, TÓXICO</td></tr><tr><td>Ácido fluorídrico</td><td>Fisher Scientific, Inc.</td><td>A147-1LB</td><td>PREJUDICIAL, INSTRUMENTOS TÓXICOS</td></tr><tr><td>DE Veeco do nanoscópio IIIa MultiMode</td><td>, Inc.</td><td></td><td>Qualquer AFM capaz de modo de rosqueamento é adequado para análise</td></tr><tr><td>Cesta de imersão</td><td>Feita em laboratório</td><td>Feita em laboratório</td><td>A cesta de imersão foi feita usando o fundo de uma garrafa de PTFE com furos perfurados, alça de PTFE e todos os parafusos de PTFE.</td></tr></tbody></table>

preparação de mica e silício substratos para análise do dna origami e experimentação

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

A natureza projetada e a síntese controlada de um pote de origami de DNA oferecem oportunidades interessantes em muitos campos, particularmente na nanoeletrônica. Muitas dessas aplicações requerem interação e adesão de nanoestruturas de DNA a um substrato. Devido à sua natureza atomicamente plana e facilmente limpa, a mica tem sido o substrato de escolha para experimentos de origami de DNA. No entanto, as aplicações práticas da mica são relativamente limitadas em comparação com as dos substratos semicondutores. Por esse motivo, um processo simples, estável e repetível para a adesão de origami de DNA em óxido de silício derivatizado é apresentado aqui. Para promover a adesão de nanoestruturas de DNA à superfície do óxido de silício, uma monocamada auto-montada de 3-aminopropiltrietoxissilano (APTES) é depositada a partir de uma solução aquosa compatível com muitos fotorresistentes. O substrato deve ser limpo de todos os contaminantes orgânicos e metálicos usando os processos de limpeza da Radio Corporation of America (RCA) e a camada de óxido nativo deve ser gravada para garantir uma superfície plana e funcionalizável. As salas limpas são equipadas com instalações para limpeza de silicone, no entanto, muitos componentes de tampões e soluções de origami de DNA geralmente não são permitidos nelas devido a preocupações com contaminação. Este manuscrito descreve a configuração e o protocolo para limpeza de silício em pequena escala em laboratório para pesquisadores que não têm acesso a uma sala limpa ou gostariam de incorporar processos que possam causar contaminação de uma bancada limpa CMOS de sala limpa. Além disso, são discutidas variáveis para regular a cobertura e como reconhecer e evitar problemas comuns de preparação de amostras.

Duas variáveis ​​ditar a cobertura de origami de DNA sobre o substrato: concentração da solução e do tempo de exposição. As características de adsorção de origami ADN sobre mica e APTES óxido de silício funcionalizados foram anteriormente relatados. 13 A relação entre a concentração de origami de DNA na solução de deposição e as coberturas finais sobre mica estão resumidos na Tabela 1 e Figura 2, que mostra os resultados de concentração crescentes num aumento da cobertura. O ...

Processos de limpeza reprodutíveis para substratos usados na pesquisa de origami de DNA são descritos, incluindo limpeza RCA de bancada e derivatização de óxido de silício. Protocolos para preparação de superfície, deposição de origami de DNA, parâmetros de secagem e configurações experimentais simples são ilustrados.

Preparação de Mica e silício substratos para análise do DNA Origami e Experimentação

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

O objetivo geral do experimento a seguir é preparar dois tipos de substratos para experimentos com NANOSTRUTURAS DE DNA, mica e óxido de silício funcionalizado. Isso é realizado de duas maneiras diferentes para os dois substratos. A camada superior da mica é removida usando fita adesiva dupla face em um processo rápido e simples.Por outro lado, os substratos de silício devem ser limpos utilizando a limpeza RCA, que envolve a corrosão da camada de óxido e a remoção de contaminantes metálicos e orgânicos. Isso produz uma camada de óxido de silício limpa e lisa que pode ser posteriormente funcionalizada. Em seguida, a MICA é inundada com íons magnésio para criar uma superfície carregada positivamente.Uma superfície análoga é criada no substrato de óxido de silício por meio da formação de uma bicamada auto-organizada positivamente carregada, como o trietóxi (3-aminopropil). Em seguida, o substrato é exposto à solução de origami de DNA para promover a adesão do DNA negativamente carregado com os substratos positivamente carregados. A cobertura depende do tipo de substrato, concentração da solução e tempo de deposição — fatores que podem ser variados conforme o experimento realizado.A pr

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

Neste vídeo, demonstramos como fabricar e utilizar detectores microfabricated array post (mPADs) para avaliar as modulações da contratilidade celular.

Microfabricated Pós-Array-detectores (mPADs): uma abordagem para isolar Forças Mecânica

Este protocolo demonstra uma simples molécula única técnica de microscopia de fluorescência para a visualização de replicação do DNA por replisomes individuais em tempo real.

Replicação de DNA visualizar Único molécula com microscopia de fluorescência

O objetivo desta pesquisa foi o de formar planta sintética tecido da parede celular usando montagem camada por camada de fibrilas nanocellulose e lignina isolado montado a partir de suspensões aquosas diluídas. Foram utilizadas as técnicas de medição de superfície de microbalança de cristal de quartzo e de microscopia de força atómica para monitorizar a formação do material nanocompósito de polímero-polímero.

Rumo Biomimicking Madeira: Fabricados free-standing Filmes de nanocellulose, lignina, e uma policátion sintético

Apresenta-se um método de preparação de mica suportado bicamadas lipídicas para microscopia de alta resolução. Mica é transparente e liso em uma escala atômica, mas raramente usado em imagiologia por causa de dificuldades de manuseio; a preparação resulta em deposição uniforme da folha de mica, e reduz o material usado na preparação de bicamada.

Preparação de Mica Apoiado Lipid Bicamadas para alta resolução Microscopia Óptica de Imagem

DNA tiling é uma abordagem eficaz para fazer nanoestruturas programáveis. Descrevemos os protocolos para construir formas bidimensionais complexas pela automontagem de blocos de DNA de fita simples.

A auto-montagem de formas bidimensionais complexos de ADN de cadeia simples Azulejos

Neste artigo, descrevemos a síntese interfacial de polímeros microporosos conjugados (CMP) em substratos de sacrifício e a dissolução do substrato para a preparação de nanomembranas CMP independentes. Além disso, descreveremos como as nanomembranas frágeis podem ser transferidas para outros substratos.

Síntese camada por camada e Transferência de autônomos conjugados microporosas Polymer Nanomembranes

Aqui, um protocolo relativo à protecção de nanoestruturas de origami de DNA em Mg-esgotada e nuclease mídia avançada usando quitosana natural polissacarídeo catiônico e revestimentos sintéticos polyethyleneimine linear (LPEI) é apresentado.

Gene-terapia inspirou Polycation revestimento para proteção de nanoestruturas de Origami de DNA

Aqui, apresentamos um protocolo de caracterização de partículas nucleossoma no nível do único-molécula usando microscopia estático e Time-Lapse de força atômica (AFM), técnicas de imagem. O método de superfície functionalization descrito permite a captura da estrutura e dinâmica dos nucleosomes em alta resolução em nanoescala.

Sondando a estrutura e a dinâmica de Nucleosomes usando imagem de microscopia de força atômica

Aqui, descrevemos um protocolo para criar nanoestruturas inorgânicas discretas e precisas em substratos usando formas de DNA origami como modelos orientadores. O método é demonstrado através da criação de antenas de ouro plasmônicas em forma de bowtie em um substrato transparente (safira).

DNA origami-mediada substrato Nanopatterning de estruturas inorgânicas para aplicações de sensoriamento

Este protocolo demonstra medidas de espalhamento Raman intensificado por superfície de molécula única (SERS) usando uma nanoantena de origami de DNA (DONA) combinada com microscopia de força atômica colocalizada (AFM) e medições Raman.

Medidas de espalhamento Raman aprimoradas por superfície de molécula única habilitadas por nanoantenas de origami de DNA plasmônico

Aprenda a preparar substratos de mica e óxido de silício para experimentos de DNA origami usando técnicas de limpeza RCA e funcionalização com íons de magnésio. Estes protocolos garantem superfícies limpas para nanotecnologia.

Preparação de Mica e silício substratos para análise do DNA Origami e Experimentação

Explorar mais vídeos