Описаны воспроизводимые процессы очистки субстратов, используемых в исследованиях ДНК-оригами, включая настольную очистку RCA и дериватизацию оксида кремния. Проиллюстрированы протоколы подготовки поверхности, осаждения ДНК-оригами, параметров сушки и простых экспериментальных установок.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Подготовка слюды и кремниевых подложках для ДНК оригами анализа и экспериментированию
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Разработанная природа и контролируемый, одногорочный синтез ДНК-оригами предоставляет захватывающие возможности во многих областях, особенно в наноэлектронике. Многие из этих применений требуют взаимодействия и адгезии наноструктур ДНК к подложке. Благодаря своей атомарно плоской и легко очищаемой природе, слюда была предпочтительным субстратом для экспериментов с ДНК-оригами. Тем не менее, практическое применение слюды относительно ограничено по сравнению с полупроводниковыми подложками. По этой причине здесь представлен прямолинейный, стабильный и воспроизводимый процесс адгезии ДНК-оригами на дериватизированном оксиде кремния. Чтобы способствовать адгезии наноструктур ДНК к поверхности оксида кремния, самоорганизующийся монослой 3-аминопропилтриэтоксисилана (APTES) осаждается из водного раствора, совместимого со многими фоторезистами. Основание должно быть очищено от всех органических и металлических загрязнений с использованием процессов очистки Radio Corporation of America (RCA), а собственный оксидный слой должен быть протравлен для обеспечения ровной, функциональной поверхности. Чистые помещения оборудованы оборудованием для очистки кремния, однако многие компоненты буферов и растворов ДНК-оригами часто не допускаются в них из-за опасений загрязнения. В данной рукописи описывается схема и протокол проведения в лаборатории небольших операций по очистке кремния для исследователей, не имеющих доступа к чистому помещению или желающих внедрить процессы, которые могут привести к загрязнению чистого стола CMOS в чистом помещении. Кроме того, обсуждаются переменные для регулирования охвата и описываются способы распознавания и предотвращения распространенных проблем с пробоподготовкой.
Введение
Впервые представленная в 2006 году, ДНК-оригами использует самоорганизации природа ДНК-олигонуклеотидов для получения DESIGNABLE и высоко упорядоченные наноструктуры. 1 множество структур сообщалось, начиная от смайликов в запертом 3-мерные ящики. 2 ДНК-оригами можно функционализирован с различными биомолекул и наноструктур, что приводит к научно-исследовательских приложений в наноэлектронике, медицины и квантовых вычислений. 3 Тем не менее, анализ и многие будущие приложения не зависит только от структурного дизайна, но и на адгезии оригами ДНК наноструктур на поверхности. Методы, описанные в этой рукописи относятся к подготовке обра....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Эксперимент Планирование и подготовка материала
- Определить конструкцию, концентрацию и функциональность оригами ДНК, который будет использован в экспериментах. 14-16 Здесь мы используем конструкцию ДНК Origami прямоугольник, полученного в 1x TAE / Mg 2+ раствор (40 мМ Трис-основание, 20 мМ уксусной кислоты, 2 мМ ЭДТА и 12 мМ ацетат магния, рН 8,0). 17
- Автоклав все советы, трубки и контейнеров, которые будут использоваться. Эти материалы должны быть все автоклав совместимы.
- Подготовьте запас стерильной воды для полоскания. Заполните стерильной банку около 500 мл 18 МОм х см воды, место на плите, кипяти....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Две переменные диктовать покрытие оригами ДНК на подложке: концентрация раствора и время облучения. Адсорбционные характеристики оригами ДНК на слюде и APTES функционализированный оксид кремния были ранее. 13 Соотношение между концентрацией оригами ДНК в растворе для осаждения и конечных покрытий на слюде суммированы в таблице 1 и на рисунке 2, показывающий возрастающие концентрации результаты к увеличению охвата. Зависимость от времени связываться видно на рисунке 3........
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Есть несколько шагов, которые должны быть подчеркнул достичь последовательных и идеальные результаты. Для образцов слюды, следующих строгий и тщательный промывание и сушка режим, как в шагах 3.3 и 3.4, будет гарантировать, что высокое качество изображения индивидуальной ДНК-оригами могут быть достигнуты с помощью АСМ без различных проблем, изложенных в разделе Результаты представитель. Первостепенное значение для образцов кремния является чистота подложки. После процедуры очистки, описанные в шаге 5.2 тщательно и скрупу.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Авторы благодарят доктора Гэри Бернштейна за использование АСМ.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Eppendorf epT.I.P.S. Перегрузка, вместимость 2-200 μ l | VWR International, LLC | 22491733 | 10 загрузочных лотков 96 наконечников |
| Микроцентрифужные пробирки, полипропилен | VWR International, LLC | 87003-290 | 0.65 мл, натуральный |
| Research Plus Pippete - Одноканальный - 20-200 μ l | А. Дайггер и Компания, Инк. | EF8960F-3120000054 EACH | Регулируемый объем |
| исследования плюс пипет - одноканальный - 2-20 μ l | А. Дайггер и Компания, Инк. | EF8960D-3120000038 EACH | Регулируемый объем |
| Скотч 237 Постоянная двусторонняя лента | Office Depot, Inc. | 602710 | 3/4" x 300", Упаковка из 2 |
| вихревых миксеров | Thermo Scientific | M37610-33Q | |
| Контейнер для пластин одинарный, 2" (50 мм), 60 мм x 11 мм | Электронная микроскопия Науки | 64917-2 | 6 в упаковке |
| 6-дюймовая пластина, P-тип, < 100> ориентация, с первичной квартирой | Nova Electronic Materials, Ltd. | ||
| Неопудренные нитриловые смотровые перчатки | VWR International, LLC | 82062-428 | Каталожный номер указан для размера больших |
| высокоточных бесконтактных зондов с отражающим покрытием Au | K-Tek Nanotechnology, Inc. | HA_NC/15 | |
| Автоклавная сковорода | A. Daigger & Компания, Инк. | NAL692-5000 EF25341C | |
| Sol-Vex II Агрессивные перчатки, размер: 9-9,5; 15 мил, 13 дюймов - 1 dz | Spectrum Chemical Mfg. Corp. | 106-15055 | Перед использованием смойте водой и потрите до тех пор, пока на перчатках не образуются пузырьки. |
| Пинцет PTFE 200 мм квадратный | Dynalon Corp. | 316504-0002 | |
| Листы слюды Московита V-5 Качество | Электронная микроскопия Sciences | 71850-01 | 10 в упаковке |
| Диск из слюды, 10 мм | Ted Pella, Inc | 50 | Диски из слюды являются опциональными |
| Scriber Diamon Pen для стеклянной посуды | VWR International, LLC | 52865-005 | |
| Сцинтилляционные флаконы, боросиликатное стекло, с завинчивающейся крышкой - 20 мл | VWR International, LLC | 66022-060 | Ящик из 500 штук, с прикрепленным полипропиленовым колпачком и вкладышем из пульповой фольги |
| 4 x 5 дюймов Top PC-200 Hot Plate, 120 В/60 Гц | Dot Scientific, Inc. | 6759-200 | |
| Стеклянные банки с прямыми стенками, широкое горлышко | VWR International, LLC | 89043-554 | Ящик из 254 штук, крышки с прикрепленным вкладышем из целлюлозы/винила |
| Стеклянный стакан стандартного класса, емкость 250 мл | VWR International, LLC | 173506 | |
| Стаканы, PTFE | VWR International, LLC | 89026-022 | Для использования с |
| часовым стеклом HF Shallow формы, 3" | VWR International, LLC | 66112-107 | Кейс из 12 пластиковых |
| контейнеров для хранения | VWR International, LLC | 470195-354 | Для вторичного контейнера |
| Термометры общего назначения с жидкостью в стекле | VWR International, LLC | 89095-564 | |
| Высокоточный и сверхтонкий пинцет | Электронная микроскопия Sciences | 78310-0 | |
| Защитный экран из поликарбоната | Fisher Scientific, Inc. | 18-999-4542 | |
| Неопреновый фартук | Fisher Scientific, Inc. | 19-810-609 | |
| Глюконат кальция, кальгонат | W.W Grainger, Inc. | 13W861 | Туба, 25 г |
| Перекись водорода 30% CR ACS 500 мл | Fisher Scientific, Inc. | H325 500 | ВРЕДНЫЙ, ТОКСИЧНЫЙ |
| 3-аминопропилтриэтоксисилан | Gelest Inc. | SIA0610,0-25GM | Дайте нагреться до комнатной температуры перед использованием. |
| Гидроксид аммония, 2,5 л | Fisher Scientific, Inc. | A669-212 | ВРЕДНАЯ, ТОКСИЧНАЯ |
| соляная кислота | Fisher Scientific, Inc. | A144-212 | ВРЕДНАЯ, ТОКСИЧНАЯ |
| фтористоводородная кислота | Fisher Scientific, Inc. | A147-1LB | ВРЕДНЫЙ, ТОКСИЧНЫЙ |
| МНОГОРЕЖИМНЫЙ НАНОСКОП IIIa | Veeco Instruments, Inc. | Для анализа подходит любая АСМ, способная выполнять режим нарезания резьбы | |
| Корзина для макания | Сделано в лаборатории | Сделано в лаборатории | Корзина для макания была изготовлена с использованием дна бутылки из ПТФЭ с просверленными отверстиями, ручки из ПТФЭ и всех винтов из ПТФЭ. |
Ссылки
- Rothemund, P. W. K. Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns. Nature. 440, 297-302 (2006).
- Anderson, E. S., et al. Self-assembly of a nanoscale DNA box with a controllable lid. Nature. 459, 73-77 (2009).
- Wang, Z., Ding, B.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
