מתוארים תהליכי ניקוי הניתנים לשחזור עבור מצעים המשמשים במחקר אוריגמי DNA, כולל ניקוי RCA על ספסל ונגזרת של תחמוצת סיליקון. מומחשים פרוטוקולים להכנת פני השטח, שקיעת אוריגמי DNA, פרמטרי ייבוש ומערכים ניסיוניים פשוטים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הכנת מצעים נציץ והסיליקון לDNA אוריגמי ניתוח וניסויים
במאמר זה
סיכום
תקציר
האופי המעוצב והסינתזה המבוקרת של אוריגמי DNA מספקים הזדמנויות מרגשות בתחומים רבים, במיוחד ננו-אלקטרוניקה. רבים מהיישומים הללו דורשים אינטראקציה והדבקה של ננו-מבני DNA למצע. בשל אופיו השטוח מבחינה אטומית וקל לניקוי, נציץ היה המצע הנבחר לניסויי אוריגמי DNA. עם זאת, היישומים המעשיים של נציץ מוגבלים יחסית לאלו של מצעי מוליכים למחצה. מסיבה זו, מוצג כאן תהליך פשוט, יציב וניתן לחזרה על הידבקות אוריגמי DNA על תחמוצת סיליקון נגזרת. כדי לקדם את ההדבקה של ננו-מבני DNA למשטח תחמוצת הסיליקון, מופקדת חד-שכבה בהרכבה עצמית של 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) מתמיסה מימית התואמת לפוטו-רזיסטים רבים. יש לנקות את המצע מכל המזהמים האורגניים והמתכתיים באמצעות תהליכי ניקוי של תאגיד הרדיו של אמריקה (RCA) ויש לחרוט את שכבת התחמוצת המקומית כדי להבטיח משטח שטוח ופונקציונלי. חדרים נקיים מצוידים במתקנים לניקוי סיליקון, אולם רכיבים רבים של מאגרי אוריגמי DNA ופתרונות לרוב אינם מותרים בהם בגלל חששות לזיהום. כתב יד זה מתאר את ההגדרה והפרוטוקול לניקוי סיליקון במעבדה בקנה מידה קטן עבור חוקרים שאין להם גישה לחדר נקי או מעוניינים לשלב תהליכים שעלולים לגרום לזיהום של ספסל נקי CMOS בחדר נקי. בנוסף, נדונים משתנים לוויסות הכיסוי ומתוארים כיצד לזהות ולהימנע מבעיות נפוצות בהכנת הדגימה.
מבוא
הוצג לראשונה בשנת 2006, אוריגמי DNA מנצל את הטבע להרכבה העצמית של oligonucleotides DNA לייצר ננו designable והורה מאוד. 1 מספר עצום של מבנים דווח, החל סמיילי פרצופים לנצמד תיבות 3 ממדים. 2 אוריגמי DNA יכול להיות פונקציונליות עם מולקולות ביולוגיות שונות וננו, והוליד יישומי מחקר בnanoelectronics, רפואה, ומחשוב קוונטים. 3 עם זאת, הניתוח ויישומים רבים בעתיד הם לא רק תלוי בעיצוב מבני, אלא גם על ההידבקות של ננו אוריגמי DNA למשטחים. השיטות שתוארו בכתב היד הזה נוגעים להכנת דגימות DNA אוריגמי על שני סוגים של מצעים: נציץ ותחמוצת סיליקון פונקציונליות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
תכנון ניסוי 1. והכנת חומר
- לקבוע את העיצוב, ריכוז, ואת הפונקציונליות של אוריגמי DNA שישמש בניסויים. 14-16 כאן, אנו משתמשים בעיצוב מלבן אוריגמי DNA הוכן ב1x טה / פתרון 2 + Mg (40 מ"מ טריס בסיס, 20 מ"מ חומצה אצטית, 2 מ"מ EDTA ו -12 אצטט מגנזיום מ"מ, pH 8.0). 17
- החיטוי כל טיפים, צינורות, והמכל לשימוש. חומרים אלה חייבים להיות כל החיטוי תואם.
- הכן אספקה של מים סטריליים לשטיפה. ממלאי צנצנת סטרילית עם כ 500 מיליליט....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
שני משתנים להכתיב את הכיסוי של אוריגמי DNA על המצע: ריכוז פתרון וחשיפת זמן. מאפייני הספיחה של אוריגמי DNA ביציץ וAPTES תחמוצת סיליקון פונקציונליות כבר דווחו בעבר. 13 הקשר בין הריכוז של אוריגמי DNA בפתרון בתצהיר והכיסויים הסופיים על נציץ מסוכמים בטבלה 1 ואיור 2, מראה תוצאות ריכוז הגדלת בכיסוי מוגבר. הזמן-התלות של כריכה ניתן לראות באיור 3. כיסוי שטח נחקר בעבר לכמת את ההתנהגות מחייבת של אוריגמי DNA ביציץ ומשטחי תחמוצת סיליקון שונה. אוריגמי.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
ישנם מספר צעדים שצריכים להדגיש להשגת תוצאות עקביות ואידיאליות. עבור דגימות נציץ, הבא שטיפה קפדנית ויסודית וייבוש משטר, כמו בשלבים 3.3 ו 3.4, יבטיח שתמונות באיכות גבוהה של אוריגמי DNA הבודד ניתן להשיג באמצעות AFM ללא הבעיות השונות המפורטים בסעיף נציגי תוצאות. חשיבות העיקרית לדגימות סיליקון הוא הניקיון של המצע. בעקבות הליכי הניקוי שתוארו בשלב 5.2 ביסודיות ובקפדנות יבטיח כי משטח תחמוצת סיליקון ניקה כראוי יושג. בנוסף, ניטור האיכות והיעילות של חומרים כימיים, כגון מי חמצן, חומצה הידרופל.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
למחברים אין מה לחשוף.
תודות
המחברים מודים לד"ר גארי ברנשטיין על השימוש ב-AFM.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אפנדורף epT.I.P.S. טעינה מחדש, קיבולת 2-200 μ l | VWR International, LLC | 22491733 | 10 מגש טעינה מחדש של 96 טיפים |
| צינורות מיקרוצנטריפוגה, פוליפרופילן | VWR International, LLC | 87003-290 | 0.65 מ"ל, |
| טבעי Research Plus Pippete - ערוץ יחיד - 20-200 μ ל | א. דייגר & חברה, בע"מ | EF8960F-3120000054 כל אחד | מחקר נפח מתכוונן |
| פלוס פיפט - ערוץ יחיד - 2-20 μ ל | א. דייגר & חברה, בע"מ | EF8960D-3120000038 כל אחד | נפח מתכוונן |
| סקוטש 237 קלטת דו צדדית קבועה | אופיס דיפו, בע"מ | 602710 | 3/4 אינץ' x 300 אינץ', חבילה של 2 |
| מערבולת מיקסר | Thermo Scientific | M37610-33Q | |
| מיכל רקיק יחיד, 2 אינץ' (50 מ"מ), 60 מ"מ x 11 מ"מ | מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית | 64917-2 | 6 לחבילה |
| 6 אינץ' רקיק, סוג P, < 100> כיוון, עם שטוח ראשי | נובה חומרים אלקטרוניים בע"מ | ||
| GC49266 כפפות בדיקת ניטריל ללא אבקה | VWR International, LLC | 82062-428 | המספר הקטלוגי מיועד לבדיקות |
| גדולות ללא מגע ברמת דיוק גבוהה עם ציפוי רפלקטיבי | Au K-Tek Nanotechnology, Inc. | HA_NC/15 | |
| אוטוקלאב פאן | א. דייגר & חברה, בע"מ | NAL692-5000 EF25341C | |
| Sol-Vex II כפפות אגרסיביות, גודל: 9-9.5; 15 מיל, 13 אינץ' - 1 dz | ספקטרום כימי Mfg. Corp. | 106-15055 | לפני השימוש יש לשטוף במים ולשפשף יחד עד שלא נוצרות בועות על הכפפות. |
| פינצטה PTFE 200 מ"מ מרובע | Dynalon Corp. | 316504-0002 | |
| יריעות נציץ מוסקוביט V-5 איכות | מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית | 71850-01 | 10 לחבילה |
| דיסק נציץ, 10 מ"מ | טד פלה, Inc | 50 | דיסקי נציץ הם אופציונליים |
| עט Scriber Diamon לכלי זכוכית | VWR International, LLC | 52865-005 | |
| בקבוקוני נצנוץ, זכוכית בורוסיליקט, עם מכסה בורג - 20 מ"ל | VWR International, LLC | 66022-060 | מארז של 500, עם מכסה פוליפרופילן מחובר ותוחם נייר כסף |
| 4 x 5 אינץ' פלטה חמה PC-200 עליונה, 120 וולט/60 הרץ | נקודה מדעית, בע"מ. | 6759-200 | |
| צנצנות זכוכית ישרות, פה רחב | VWR International, LLC | 89043-554 | מארז של 254, כובעים עם תוחם עיסת/ויניל מחובר |
| זכוכית בדרגה סטנדרטית, קיבולת 250 מ"ל | VWR International, LLC | 173506 | |
| כוסות, PTFE | VWR International, LLC | 89026-022 | לשימוש עם |
| זכוכית שעון HF רדודה, 3 אינץ' | VWR International, LLC | 66112-107 | מארז של 12 |
| מיכל אחסון פלסטיק | VWR International, LLC | 470195-354 | עבור מיכל משני |
| מדי חום נוזליים בזכוכית לשימוש כללי | VWR International, LLC | 89095-564 | |
| דיוק גבוה ופינצטה עדינה במיוחד | מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית | 78310-0 | |
| מגן פנים פוליקרבונט | פישר סיינטיפיקבע"מ, | 18-999-4542 | |
| סינר ניאופרן | פישר סיינטיפיק, בע"מ | 19-810-609 | |
| סידן גלוקונאט, קלגונט | וו.ו. גריינג'ר, בע"מ | צינור 13W861 | , 25 גרם |
| מי חמצן 30% CR ACS 500 מ"ל | פישר סיינטיפיק, בע"מ. | H325 500 | מזיק, רעיל |
| 3-Aminopropyltriethoxysilane | Gelest Inc. | SIA0610.0-25 גרם | יש להניח לטמפרטורת החדר לפני השימוש. |
| אמוניום הידרוקסיד, 2.5 ליטר | פישר סיינטיפיק, בע"מ | A669-212 | |
| חומצה הידרוכלורית | פישר סיינטיפיק, בע" | A144-212 | |
| חומצה הידרופלואורית | פישר סיינטיפיק, בע"מ | A147-1LB | מזיק ורעיל |
| MultiMode Nanoscope IIIa | Veeco Instruments, Inc. | כל AFM המסוגל להקיש מתאים לניתוח | |
| סל דאנק | תוצרת מעבדה | תוצרת | סל הטבילה נעשה באמצעות תחתית בקבוק PTFE עם חורים שנקדחו פנימה, ידית PTFE וכל ברגי PTFE. |
מקורות
- 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.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
