Preparación de Mica y Silicon Sustratos para el Análisis de Origami ADN y Experimentación

Resumen

Se describen los procesos de limpieza reproducibles para sustratos utilizados en la investigación de origami de ADN, incluida la limpieza RCA de sobremesa y la derivatización de óxido de silicio. Se ilustran los protocolos para la preparación de la superficie, la deposición de origami de ADN, los parámetros de secado y las configuraciones experimentales simples.

Resumen

La naturaleza diseñada y la síntesis controlada de origami de ADN en un solo recipiente ofrece oportunidades emocionantes en muchos campos, particularmente en la nanoelectrónica. Muchas de estas aplicaciones requieren la interacción y la adhesión de nanoestructuras de ADN a un sustrato. Debido a su naturaleza atómicamente plana y fácil de limpiar, la mica ha sido el sustrato elegido para los experimentos de origami de ADN. Sin embargo, las aplicaciones prácticas de la mica son relativamente limitadas en comparación con las de los sustratos semiconductores. Por esta razón, aquí se presenta un proceso sencillo, estable y repetible para la adhesión del origami del ADN sobre el óxido de silicio derivatizado. Para promover la adhesión de las nanoestructuras de ADN a la superficie de óxido de silicio, se deposita una monocapa autoensamblada de 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) a partir de una solución acuosa que es compatible con muchos fotorresistentes. El sustrato debe limpiarse de todos los contaminantes orgánicos y metálicos mediante procesos de limpieza de Radio Corporation of America (RCA) y la capa de óxido nativo debe grabarse para garantizar una superficie plana y funcionalizable. Las salas limpias están equipadas con instalaciones para la limpieza de silicona, sin embargo, muchos componentes de los tampones y soluciones de origami de ADN a menudo no se permiten en ellos debido a problemas de contaminación. Este manuscrito describe la configuración y el protocolo para la limpieza de silicona a pequeña escala en el laboratorio para los investigadores que no tienen acceso a una sala limpia o que desean incorporar procesos que podrían causar la contaminación de un banco limpio CMOS de sala limpia. Además, se discuten las variables para regular la cobertura y se describe cómo reconocer y evitar problemas comunes de preparación de muestras.

Introducción

Presentado por primera vez en 2006, el origami de ADN utiliza la naturaleza auto-ensamblaje de oligonucleótidos de ADN para producir nanoestructuras designable y altamente ordenados. ¹ Una miríada de estructuras se han reportado, que van desde caras sonrientes a enganchada cajas de 3 dimensiones. ² ADN origami se puede funcionalizar con diferentes biomoléculas y nanoestructuras, dando lugar a aplicaciones de investigación en nanoelectrónica, la medicina y la computación cuántica. ³ Sin embargo, el análisis y muchas aplicaciones futuras no dependen sólo de diseño estructural, sino también de la adhesión de las nanoestructuras de origam....

Protocolo

Planificación 1. Experimentar y Preparación de materiales

1. Determinar el diseño, la concentración, y la funcionalidad del origami de ADN que será usado en los experimentos. ^14-16 Aquí, nosotros usamos un diseño ADN origami rectángulo preparado en 1x TAE / solución de Mg ²⁺ (40 mM Tris-base, 20 mM ácido acético, EDTA 2 mM y 12 mM acetato de magnesio, pH 8,0). ¹⁷
2. Autoclave todos los consejos, tubos y envases usados ​​para ser utilizado. Estos materiales deben ser todos autoclave compatible.
3. Preparar un suministro de agua estéril para enjuagar. Llenar un frasco estéril con aproximadamente 500 ml de 18 mO x c....

Resultados

Dos variables determinan la cobertura de origami de ADN en el sustrato: concentración de la solución y tiempo de exposición. Las características de adsorción de origami de ADN en mica y APTES óxido de silicio funcionalizado se ha informado anteriormente. ¹³ La relación entre la concentración de origami de ADN en la solución de deposición y las coberturas finales sobre mica se resumen en la Tabla 1 y la Figura 2, que muestra el aumento de los resultados de concentración en una.......

Discusión

Hay varios pasos que hay que hacer hincapié para lograr resultados consistentes y ideales. Para las muestras de mica, siguiendo un estricto y enjuague a fondo y secado régimen, como en los pasos 3.3 y 3.4, se asegurará de que las imágenes de alta calidad de origami de ADN individuales pueden alcanzarse mediante AFM sin los diversos problemas descritos en la sección de Resultados Representante. De importancia primaria para muestras de silicio es la limpieza del sustrato. Siguiendo los procedimientos de limpieza descritos.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Eppendorf epT.I.P.S. Recargas, capacidad 2-200  μ l	VWR International, LLC	22491733	10 bandeja de recarga de 96 puntas
Tubos de microcentrífuga, polipropileno	VWR International, LLC	87003-290	0,65 ml, natural
Research Plus Pippete - Un canal - 20-200  μ l	A. Daigger & Compañía, Inc.	EF8960F-3120000054 EACH	Volumen ajustable
Research Plus Pippete - Un solo canal - 2-20  μ l	A. Daigger & Compañía, Inc.	EF8960D-3120000038 CADA	Volumen Ajustable
Scotch 237 Cinta Permanente de Doble Cara Office Depot	, Inc.	602710	3/4" x 300", Paquete de 2
Mezclador de vórtice	Thermo Scientific	M37610-33Q
Contenedor de obleas individual, 2" (50 mm), 60 mm x 11  mm	Ciencias de la Microscopía Electrónica	64917-2	6 por paquete
Oblea de 6", tipo P, < Orientación 100>, con plano primario	Nova Electronic Materials, Ltd.
Guantes de examen de nitrilo sin polvo	VWR International, LLC	82062-428	El número de catálogo es para
sondas sin contacto de alta precisión de tamaño grande con recubrimiento reflectante de Au	K-Tek Nanotechnology, Inc.	HA_NC/15
Autoclave Pan	A. Daigger & Compañía, Inc.	NAL692-5000 EF25341C
Guantes Agresivos Sol-Vex II, Tamaño: 9-9.5; 15 mil, 13 pulgadas - 1 dz	Spectrum Chemical Mfg. Corp.	106-15055	Antes de usar, enjuague con agua y frote hasta que no se formen burbujas en los guantes.
Pinzas PTFE 200 mm Square	Dynalon Corp.	316504-0002
Hojas de mica moscovita V-5	Ciencias de la microscopía electrónica de	71850-01	10 por paquete
Disco de mica, 10 mm	Ted Pella, Inc	50	discos de mica son opcionales
Bolígrafo Scriber Diamon para cristalería	VWR International, LLC	52865-005
Viales de centelleo, vidrio de borosilicato, con tapón de rosca - 20 ml	VWR International, LLC	66022-060	Caja de 500, con tapa de polipropileno adjunta y revestimiento de papel de celulosa
4 x 5 pulgadas Placa caliente PC-200 superior de 5 pulgadas, 120 V/60 Hz	Dot Scientific, Inc.	6759-200
Frascos de vidrio de lados rectos, boca ancha	VWR International, LLC	89043-554	Caja de 254, tapones con revestimiento de pulpa/vinilo adjunto
Vaso de precipitados de vidrio estándar, capacidad de 250 ml	VWR International, LLC	173506
vasos de precipitados, PTFE	VWR International, LLC	89026-022	Para usar con vidrio de
reloj HF Shallow Form, 3"	VWR International, LLC	66112-107	Caja de 12 contenedores de almacenamiento de
plástico	VWR International, LLC	470195-354	Para contenedor secundario
Termómetros de líquido en vidrio de uso general	VWR International, LLC	89095-564
Pinzas ultrafinas y de alta precisión	Microscopy Sciences	78310-0
Pantalla facial de policarbonato	Fisher ScientificInc.	18-999-4542
Delantal de neopreno	Fisher Scientific, Inc.	19-810-609
Gluconato de calcio, Calgonato	W.W Grainger, Inc.	13W861	Tubo, 25 g
Peróxido de Hidrógeno 30% CR ACS 500 ml	Fisher Scientific, Inc.	H325 500	DAÑINO, TÓXICO
3-Aminopropiltrietoxisilano	Gelest Inc.	SIA0610.0-25GM	Deje calentar a temperatura ambiente antes de usar.
Hidróxido de amonio, 2,5 L	Fisher Scientific, Inc.	A669-212	NOCIVO, TÓXICO
Ácido clorhídrico	Fisher Scientific, Inc.	A144-212	NOCIVO, TÓXICO
Ácido fluorhídrico	Fisher Scientific, Inc.	A147-1LB	, TÓXICO
Nanoscopio MultiMode IIIa	Veeco Instruments, Inc.		Cualquier AFM capaz de utilizar el modo de roscado es adecuado para el análisis
Cesta de inmersión	Hecho en laboratorio	Hecho en laboratorio	La cesta de inmersión se fabricó utilizando el fondo de una botella de PTFE con agujeros perforados, mango de PTFE y todos los tornillos de PTFE.

GC49266 calidad DAÑINO