Ассамблея золота наностержни в хиральная плазмонных Metamolecules с помощью ДНК оригами шаблонов

Мы описываем подробный протокол для ДНК оригами основе Ассамблея золота наностержни в хиральная плазмонных metamolecules с сильным chiroptical ответы. Протокол не ограничивается хиральная конфигураций и может быть легко адаптирована для изготовления различных плазмонных архитектур.

Этот метод позволяет изготовлять трехмерные хиральные плазмонные сборки с сильными хироптическими реакциями. Основным преимуществом такого подхода является то, что он позволяет изготовить сложные металлические наноструктуры с использованием свободно доступных программных средств и общего лабораторного оборудования биохимии. Демонстрация процедуры будет Yike Хуанг аспирант и Минь-Ха Нгуен postdoc из моей лаборатории.

Используйте caDNAno для разработки шаблона оригами ДНК. Маршрут эшафот в основных нитей в соответствии с желаемой формой шаблона. Затем создать основные последовательности пряди, нажав на инструмент последовательности.

Нажмите инструмент краски и пометить основные нити, которые требуют дальнейшей модификации. Нажмите экспортный инструмент для экспорта основных последовательностей ДНК в файл CSV. Затем импортируем файл CSV в приложение электронной таблицы.

Добавьте последовательность полиаденина в конце скобы, которые будут использоваться в качестве ручек для сборки нанород золота. Измените основные нити на разработанных сайтах блокировки с последовательностями блокировки. Подготовь рабочий запас основных нитей, включая пряди с ручками и замками, смешивая равное количество нормализованных концентраций основных олигонуклеотидов.

Затем подготовьте смесь оригами, как описано в текстовом протоколе. Аннеал смесь в термоциклере от 80 градусов до 20 градусов по Цельсию. Для 1%gel растворите один грамм агарозы в 100 миллилитров TBE путем нагрева смеси в микроволновой печи.

Добавьте 10 микролитров пятна ДНК 10 000X в соответствии со спецификацией пятна. Чтобы свести к минимуму воздействие УФ-излучения на этапе извлечения использовать пятно ДНК, которые могут быть визуализированы под синим возбуждением. Бросьте гель и инкубировать в течение 30 минут при комнатной температуре.

Затем поместите гель поле в ледяной водяной бане. Добавьте буфер загрузки к образцам оригами и загрузите образцы в скважины с надлежащим объемом в соответствии с используемым конусом. Запустите электрофорез в течение двух часов на 80 вольт.

Изображение геля с изображением геля. Используйте синий свет трансиллюминатор для визуализации полос и сократить полосу оригами. Затем разбить гель на парафильме и извлечь жидкость.

Урожайность восстановления составляет примерно 40%Pipette жидкости в центробежной блок фильтра и спина на 3000 раз G в течение пяти минут. Измерьте поглощение раствора оригами на 260 нанометров с помощью УФ-видимого спектрометра. Для приготовления золотых нанородов растворите 0,55 грамма CTAB и 0,037 грамма 2, 6-дигидроксибензойной кислоты в 15 миллилитров теплой воды в круглой нижней колбе.

После охлаждения раствора до 30 градусов по Цельсию добавьте 600 микролитров четырехмимолярной серебряной селитры и перемешайте при 450 об/мин в течение двух минут. Оставьте раствор нетронутым в течение 15 минут при 30 градусах по Цельсию. Затем добавьте 15 миллилитров одного миллимолярского тетрахлорората водорода в раствор и перемешайте при 450 об/мин в течение 15 минут.

Кроме того, добавить 120 микролитров 64 миллимолярной L-аскорбиновой кислоты и сразу же перемешать при 1200 об/мин в течение 30 секунд. Теперь добавьте 12 микролитров семян золота и помешивая при 1200 об/мин в течение 30 секунд. Инкубировать раствор на водяной бане при 30 градусах по Цельсию в течение 18 часов.

Не беспокоить раствор и использовать крышку, чтобы закрыть колбу. Передача в результате раствор центрифуги труб и центрифуг на 9500 раз G в течение 12 минут при 20 градусах по Цельсию. Откажитесь от супернатанта и разойдите гранулы в 20 миллилитров ультра чистой воды.

Выполните еще один шаг центрифугации, а затем разогнать окончательную гранулу в три миллилитров дистиллированной воды. Оцените концентрацию золотых нанородов с помощью УФ-видимого измерения поглощения с использованием коэффициента вымирания для продольного резонанса плазмоны. Смешайте 150 микролитров 10 наномолярных золотых нанородов и 40 микролитров 0,5 миллимолярной TCEP, обработанных ДНК тиола.

Добавьте 1%SDS к решению нанород золота до тех пор, пока не будет достигнута окончательная концентрация SDS в 0,05%. Отрегулируйте PH между 2.5 и 3 с приблизительно одним микролитером одного molar HCL. Инкубировать в течение двух часов при встряхивании при 70 об/мин.

Добавьте хлорид натрия, чтобы достичь окончательной концентрации хлорида натрия 0,5 молара и инкубировать в течение четырех часов при комнатной температуре при встряхивании при 70 об/мин. Затем отрегулируйте PH примерно до 8,5 с буфером 10X TBE и инкубировать в течение ночи. Вымойте нанороды золота ДНК четыре раза, смешивая образцы с одним миллилитром стирального буфера и центрифуги в 7000 раз G в течение 30 минут.

Удалить супернатант и повторно ДНК золотых нанородов в оставшейся жидкости. Оцените концентрацию нанородов золота ДНК с помощью измерения поглощения УФ-излучения, как и прежде. Добавьте хлорид магния в раствор очищенных нанородов золота ДНК в окончательную концентрацию 10 миллимоляров.

Смешайте очищенные нанороды золота ДНК и оригами с соотношением 10 к одному и смесь в миксер с контролем температуры от 40 градусов по Цельсию до 20 градусов по Цельсию при встряхивании при 400 об/мин. Используйте электрофорез геля 0.7%agarose для очистки окончательных структур нанорода золота оригами. Для визуализации TEM смешайте 200 микролитров раствора 0,75%уранаила и 1 микролитера из пяти гидроксида натрия моляра.

Вихрь сразу на две-три минуты. Центрифуга пятно раствор в течение трех-четырех минут в 14000 раз G.Then, защитить пятно от воздействия света, обернув его в алюминиевую фольгу. После увеличения гидрофалисти сетей TEM, как описано в текстовом протоколе, пипетка пять микролитров образца падает на сетку TEM.

После инкубации от пяти до восьми минут, удалите каплю, нежно касаясь фильтровальной бумаги с краем сетки. Теперь, пипетка одна большая капля и одна маленькая капля раствора пятна на кусок парафильма. Положите сетку на небольшой раствор пятна падение и высушить немедленно, касаясь фильтровальной бумаги с краем сетки.

Затем, положить его на большой пятно раствор падение в течение 30 секунд. Здесь показано изображение TEM шаблонов оригами ДНК. Структура оригами состоит из двух 14 спиральных пучков, соединенных вместе нитью эшафота.

Здесь показано репрезентативное изображение золотых нанородов TEM. Средние размеры синтезированных золотых нанородов 70 на 30 нанометров. На этом снимке показаны золотые нанородные димеры на оригами после annealing.

Из-за их связывающего предпочтения TEM сетки, оригами золото nanorod сборки, как правило, рассматривается как параллельные пучки оригами и стержней. Протокол позволяет высокую урожайность сборки золотых нанородов в хиральные мета-молекулы с сильными плазмонными круговыми реакциями дихроизма. Здесь показаны спектры закрытых структур и открытых структур.

После своего развития, эта техника проложила путь для исследователей, чтобы исследовать плазмонные оптические свойства сложных самосборных металлических наноструктур. Как описано в текстовом протоколе, в этом методе используется несколько опасных химических веществ. Пожалуйста, внимательно проверьте лист данных о безопасности материалов и примите необходимые меры предосторожности.