Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

DNA Origami Analiz ve Deney için Mika ve Silikon Yüzeyler Hazırlanması

14.4K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/52972

⸱

23 Temmuz 2015

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Notre Dame, 2Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Notre Dame, 3Department of Chemistry, Physics, and Engineering Studies, Chicago State University, 4Department of Technology, Ivy Tech Community College, South Bend, Indiana

Bu makalede

Özet

DNA origami araştırmalarında kullanılan substratlar için tezgah üstü RCA temizleme ve silikon oksit türevlendirmesi dahil olmak üzere tekrarlanabilir temizleme işlemleri açıklanmaktadır. Yüzey hazırlığı, DNA origami birikimi, kurutma parametreleri ve basit deney düzenekleri için protokoller gösterilmiştir.

Özet

DNA origamisinin tasarlanmış doğası ve kontrollü, tek kap sentezi, başta nanoelektronik olmak üzere birçok alanda heyecan verici fırsatlar sunuyor. Bu uygulamaların çoğu, DNA nanoyapılarının bir substrat ile etkileşimini ve yapışmasını gerektirir. Atomik olarak düz ve kolay temizlenebilir doğası nedeniyle, mika, DNA origami deneyleri için tercih edilen substrat olmuştur. Bununla birlikte, mika'nın pratik uygulamaları, yarı iletken substratlarınkine kıyasla nispeten sınırlıdır. Bu nedenle, türetilmiş silikon oksit üzerine DNA origami yapışması için basit, kararlı ve tekrarlanabilir bir süreç burada sunulmaktadır. DNA nanoyapılarının silikon oksit yüzeyine yapışmasını teşvik etmek için, birçok fotorezistle uyumlu sulu bir çözeltiden kendiliğinden monte edilmiş bir 3-aminopropiltrietoksisilan (APTES) tek tabakası biriktirilir. Alt tabaka, Radio Corporation of America (RCA) temizleme işlemleri kullanılarak tüm organik ve metal kirleticilerden temizlenmeli ve düz, işlevsel hale getirilebilir bir yüzey sağlamak için doğal oksit tabakası kazınmalıdır. Temiz odalar, silikon temizliği için tesislerle donatılmıştır, ancak DNA origami tamponlarının ve çözeltilerinin birçok bileşenine, kontaminasyon endişeleri nedeniyle genellikle içlerinde izin verilmez. Bu el yazması, bir temiz odaya erişimi olmayan veya bir temiz oda CMOS temiz tezgahının kirlenmesine neden olabilecek süreçleri dahil etmek isteyen araştırmacılar için laboratuvarda, küçük ölçekli silikon temizliğinin kurulumunu ve protokolünü açıklamaktadır. Ek olarak, kapsamın düzenlenmesi için değişkenler tartışılmakta ve yaygın numune hazırlama sorunlarının nasıl tanınacağı ve bunlardan nasıl kaçınılacağı açıklanmaktadır.

Giriş

Ilk olarak 2006 yılında tanıtılan, DNA origami DNA oligonükleotid kendinden montaj doğa designable ve son derece düzenli nano üretmek için kullanır. Yapılarının bir sayısız rapor edilmiştir 1, gülen 3 boyutlu kutuları kilitlenmiş karşı karşıya uzanan. 2 DNA origami Fonksiyonlu edilebilir Çeşitli biyomoleküllerin ve Nano ile nanoelektronik, tıp ve kuantum bilgisayar araştırma uygulamalarına sebebiyet veren. 3 Bununla birlikte, analiz ve birçok gelecek uygulamalar sadece yapısal tasarımı bağlı değil, aynı zamanda yüzeylere DNA origami nanoyapıların yapışma vardır. mika ve işlevselleştirilmiş silikon oksit: Bu yazıda tarif edilen yöntemler, alt-tabakaların iki tip DNA origami örneklerinin hazırlanması ile ilgilidir.

0.02 nm ± nm 0.37 tabakası yüksekliği ile, atomik düz olduğundan Mika, DNA origami çalışmaları için tercih substrat olduğunu. 4 Ayrıca EAS olduğunuily numune hazırlama ve atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) çalışmaları anlaşılır hale temizlenmelidir. Muskovit mika, her bölme düzlemi içinde bir potasyum yüksek yoğunluklu içerir, ancak zaman suda bu iyonlar mika yüzeyinden uzaklaşacak şekilde yayılan. Mika alt-tabaka DNA origami bağlanma aracılık etmek için, Mg2 + mika negatif yük ters elektrostatik alt-tabaka (Şekil 1A), DNA fosfat omurgası bağlamak için kullanılır. Tavlanmış DNA 5 karışımlar büyük varlığında Mg 2+ -terminated yüzeye DNA origami yapışması tek sarmallı oligonükleotitlere (elyaf iplikler) yapışma çok daha güçlüdür, çünkü elyaf şeritlerinin aşırılıkları mika yüksek kapsama alanı ve iyi görüntüler verir. Ni2 + ve Co2 + dahil olmak üzere diğer pozitif yüklü iyonlar, mika DNA yapışmayı kontrol etmek için de kullanılabilir. 6,7 Adhe aracılık edebilen çözelti içinde tek-değerli ve çift değerli katyonlarının konsantrasyonu değiştirmeDNA origami sion ve yüzey difüzyon oranları. 8 Ancak, mika substratları hazırlamak ve yatırma ve origami durulama için protokol genellikle açıkça net bir protokole olmadan yayınlanan yazılarda. 9'da tarif edilmez, tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek zor olabilir.

Mika bir izolatör, bu yüzden nanoelektronik bazı uygulamalar için, bir alt-tabaka olarak uygun değildir. Ince yerli oksit ile pasifize Silikon giriş / çıkış yapıları ve topografik özellikleri oluşturmak için önce ücretsiz metal oksit yarı iletken (CMOS) işleme ile uyumluluk da dahil olmak üzere arzu edilen elektronik özelliklere sahiptir. Havada depolanan Silikon gofret kalın termal oksit veya yüksek partikül sayımı ile nispeten kirli ince yerli oksit filmi ile ya pasifize edilmiştir. Silikon oksit, mika çok daha düşük bir yüzey yük yoğunluğuna sahiptir ve yük yoğunluğu oksit hazırlama ve tarihi hakkında oldukça bağlıdır. Magnezyum ° C'de iyon konsantrasyonu Abo150 mM A.Ş., iyi teminatlar (en fazla 4 / um 2) dikdörtgen DNA origami oksijen plazma tedavi silikon yüzeyler elde edilebilir; Bununla birlikte, bu konsantrasyon, ve kapsama kullanılan boyut ve nano-tasarımına bağlı olarak değişebilir. 10 alternatif bir protokol yüzey yükü ayarlama için 3-aminopropiltrietoksisilan (aptes) (Şekil 1B) bir katyonik kendi kendini monte tek tabaka iliştirmektir oksittir. APTES birincil amin substratının şarjının ve hidrofobisitesinin değiştirerek, 9'un altında pH değerlerinde protonlanabilir edilebilir. APTES tam bir tek tabaka için 11 başarılı bir şekilde yatırılır, silisyum uygun Amerika Radyo Corporation (RCA) protokoller kullanılarak temizlenmelidir . Bu protokoller, organik kısmı ve parçacık kirleri çıkarmak için amonyum hidroksit ve hidrojen peroksit çözeltileri (RCA1) tedavileri içerir. Sulu hidroflorik asit çözeltisi içinde kısa bir aşındırma ile birlikte doğal bir oksit tabakası kaldırıroksit bağlı herhangi bir iyonik kirleticiler. Son olarak, numune, bir ince, düzgün bir oksit tabakası metal ve iyonik kirlilikleri uzaklaştırmak ve oluşturulması için bir hidroklorik asit ve hidrojen peroksit çözeltisi (rca2) maruz bırakılır. 12 En çok temiz oda kullanılabilir ne katı kurallara CMOS temizleme protokolleri için davlumbaz belirlemiş Bu alanlarda. Yaygın bir sorun midbandgap tuzaklar oluşturarak CMOS yapıların elektronik özelliklerini bozabilir sodyum gibi iyonları, şeklinde geliyor. 13 İyonlar genellikle kullanan diğer araştırmacılar sorunlara CMOS banyoları kirletebilir ve neden olabilir DNA origami hazırlama ve çökelme tamponlar kullanılmaktadır temiz oda. Bu nedenle, bizim grup bir tezgah temizlik 'kirli' CMOS DNA origami araştırma için kullanılan küçük örnekler için özel olarak düzenlenmiş kullanır. Bu süreç, geleneksel temiz oda set-up için iyi bir alternatif olduğunu ve bir temiz oda CMOS tezgaha erişiminiz yoksa laboratuvarlar için uygun olabilir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

1. Deney Planlaması ve Materyal Hazırlama

  1. Deneylerde kullanılan edilecek olan DNA origami tasarımı, konsantrasyon ve özelliğe belirler. 14-16 Burada / Mg2 + çözeltisi (40 mM Tris-bazlı, 20 mM 1x TAE hazırlanan bir DNA origami dikdörtgen tasarım kullanmak asetik asit, 2 mM EDTA ve 12 mM magnezyum asetat, pH 8.0). 17
  2. Tüm ipuçları, tüpler ve kapları Otoklav kullanılacak. Bu malzemeler tüm uyumlu otoklav olmalıdır.
  3. Durulama için steril su, bir tedarik hazırlayın. 18 M x ​​cm su yaklaşık 500 ml steril kavanoza doldurun, bir ocak yeri, kapalı kapaklı 5 dakika kaynatın ve ocak gözünün kapalı kavanoz almak ve kap yerleştirilir ancak sıkılır değil kapaklı soğumaya bırakın . Buzdolabında saklayın ve yeni bir tedarik her ay ya da gerektiğinde hazırlamak.

2. Mika Substrat hazırlanması

  1. Uygun büyüklükte kesim yüzeyler (Makasla 1 cm x 1 cm kareler). Mika ince ve kırılgandır. Seçenek olarak ise, kesme gerektirmez disk şeklinde mika satın.
  2. Çift taraflı bant kullanarak mika parçalamak. Çift taraflı bant yapıştırılır zaman Mika iyonları intercalating ayrılmış minerallerin katmanlardan oluşur, her bir katman soyulmuş olabilir. 18
    1. Emin bant sıkıca yapıştırılır yapma, şerit dispanser hala çift taraflı bant üzerinde mika kareler yerleştirin. Dikkatle mika ve bant arasındaki cımbız slayt, en üst tabaka kaldırılır ve bant kalır edilecektir. Hemen çıkarılmasından sonra, mika kare onun temiz tarafı aşağı bakacak şekilde olacaktır. Bir kap içinde saklamadan önce mika çevirmek için emin olun.
    2. En üst tabaka, yeterli temizlik tam olarak çıkarılmasının sağlanması için bu 3-4 kez tekrarlayın.
  3. Alternatif olarak, çift taraflı bant parçası ile bir kap veya masa üstüne mika uymak ve ikinci parça s kullanmakiçin kene ve en üst tabakası mika soyulabilir. Alternatif bir yöntem, DNA biriktirilmesi ve durulama nedeniyle destek ikinci yapışma zor bir numuneyi kurutmak yapsa da mika doğru, her iki durumda da temizlenir.

Mica 3. yatırmak DNA Origami

  1. Kısaca, çözelti içinde nano dağılımı garanti edilmesi için bir vorteks mikser kullanılarak DNA origami şişe karıştırın.
  2. Pipet pipet substrat temas etmediğinden sağlamak mika üzerine çözeltinin 4 ul. Yeterli kapsama sağlamak için yaklaşık 10 dakika boyunca mika DNA origami bırakın. depozisyon süresi istenen içerisinde hem de kullanılan DNA origami konsantrasyonu (Şekiller 2 ve 3) bağlı olarak değişecektir.
    1. Bir lavabo ya da diğer sıvı priz üzerinden steril su 100 ul kullanarak mika substrat kapalı DNA origami çözüm durulayın. Cımbız kullanarak mika Pick up. Su PipetAlt tabaka, cımbız ucuna doğru damla akışı ile. Fazla suyu çıkarmak için keskin bir hareket aşağıya doğru mika çalkalayın. Su numunesi kirlenmesini önlemek için cımbız doğru akacak şekilde dik cımbız tutun.
  3. 1 dakika boyunca, sabit bir nitrojen akışı (N2) ile alt-tabakanın kurutun. Herhangi bir aşırı su kaldırılır emin olun. Steril su ilave 100 ul ile durulama tekrar edin. Ilave bir 3 dakika boyunca N2 ile alt-tabakanın kurutun. Tamamen kuru substrat başarılı atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) analizi (Şekil 4) için gereklidir.
  4. Kapalı bir kapta AFM veya mağaza kullanarak alt tabakayı analiz edin.

/ Silicon Temizlik Seti-up 4. CMOS

  1. DİKKAT: CMOS set-up kullanırken, her zaman kişisel koruyucu donanım kullanın. reaktifler, güçlü asitler, güçlü bazlar, hidrofluorik asit (HF) ve ca güçlü oksitleyici maddeler,reaktifler düzgün atılmazsa değilse n atık solventler ile reaksiyona. Aşağıdaki güvenlik önlemlerine uyun:
    1. Hiçbir diğer süreçler veya set-up ile kimyasal bir kaput Ev CMOS tezgah.
    2. CMOS tezgah kullanırken nitril eldiven, laboratuvar önlüğü, güvenlik gözlükleri, büyük sanayi nitril eldiven, bir dökülme önlük ve her zaman bir yüz maskesi takın.
    3. Çözümler hazırlanır ikincil çevreleme olarak plastik küvetleri kullanın.
    4. Konsantre HF kullanım için inert bir fluorinatlı bir polimer ölçüm kabı kullanın.
    5. Herhangi bir cilt maruz kalma ilk yardım olarak kalsiyum glukonat merhem kullanılabilir olun.
    6. Sadece düzgün eğitimli personel işlemini gerçekleştirmek için izin verir.
    7. Daima laboratuar başka üyesi acil durumda mevcut olduğundan emin olun.
    8. Kaput yakınındaki bütün kimyasallar için MSDS bilgi tutun.
    9. Kurumun ya da şirketin kimyasal sızıntısı ve maruziyet politikaları aşina olun.
      Not: HF kolayca cilde nüfuzve maruziyet oluşursa kemikleri ve zararlı sinirleri etkileyen, bir kalsiyum çöpçü olduğunu. Konsantre hidroflorik asit bir kaç mililitre dermal maruz tehlikeli ve hatta ölümcül olabilir. Oluşmaz pozlama sağlamak için gerekli tedbirleri oluşturulması.
  2. Ayrı bir ocak üzerinde ayrı bir 250 ml cam kap içinde RCA1 ve rca2 gerçekleştirin. Her bir deney şişesi, bir karıştırma çubuğu içermelidir. Karıştırma çubuğu ampul içine patlama değil bu yüzden kenetlenmiş termometre kullanılarak çözeltinin sıcaklığını izlemek. Buharlaşma etkisini azaltmak için bir saat camını kullanarak beher örtün.
  3. RCA1 hazırlanması
    1. Ölçme kabı kullanılarak belirlenen RCA1 behere 18 M x ​​cm 50 ml su koyun.
    2. Behere konsantre amonyum hidroksit 15 ml (NH4OH) ekleyin. 25 ml su ile ölçü kabı yıkayın ve RCA1 behere durulama suyunu ekleyin.
    3. Ocak ısı ve çalkalayıcıyı çalıştırın ve 70 ° C banyo RCA1 getir.
    4. RCA1 behere% 30 hidrojen peroksit (O 2H 2) 15 ml ilave edilir. H2O sonra 2 1 saat içinde RCA1 solüsyonu kullanın eklendi. peroksit 15 mi banyosu her zaman ilave edilir, eğer banyosu üç gün aralığı içinde birkaç kez kullanılabilir.
    5. Su ile iyice durulayın ve ölçüm beher uygun RCA1 atık şişe durulama atın.
  4. Rca2 hazırlanması
    1. Iyice durulandı ölçüm kabı kullanılarak belirlenen rca2 behere 18 M x ​​cm su 70 ml ilave edilir.
    2. Konsantre edilmiş hidroklorik asit (HCI) 15 ml ilave edilir. 20 ml su ile ölçü kabı yıkayın ve rca2 behere ekleyin.
    3. Isı artışı ve çözüm 70 ° C'yi ulaşana kadar ocak hızını karıştırın.
    4. % 30 H 2 O 2 15 ml ekleyin. RCA1 banyosu gibi, H 2 O 2 ilave edildiğinde 1 saat içinde bu çözümü kullanmak; Buna ek olarak, küvetH2O 2 15 mi, her kullanımdan önce ilave edilir, eğer üç gün aralığı içinde birkaç kez tekrar edilebilir.
  5. HF Çözüm Hazırlığı
    1. Bir atıl, fluorinatlı bir polimer beher 50 ml su koyun.
    2. Ölçü 4 plastik ölçüm kabı içinde konsantre hidroflorik asit (% 49) ml içinde ve durağan bir fluorinatlı polimer behere ekleyin.
    3. HF behere durulama su ilave, 50 ml su ile toplam kabı ölçüm plastik durulayın. Su ile iyice ölçüm beher yıkayın ve belirlenmiş bir HF çöp bidonuna yıkamalarda atın.

5. hazırlanması ve Silikon Substrat Temizlik

  1. Cips içine silikon gofret Kesme
    1. Silikon gofret düz cilalı yüzey üzerinde dik ve paralel kafes yön belirleyin. Bu yönde yarılması kareler kolaylaştırmak yardımcı olmak için kullanılır. Aşağıdaki yönergeler klivaj ilgilendirmeyensilikon <110> ing ve diğer kristal yönler için uygun olmayabilir.
    2. Böyle bir peçete gibi yumuşak bir yüzeye silikon gofret cilalı tarafı-up, yerleştirin. Elmas uçlu kalem kâtip, primer düz kenarı boyunca gofretin nazikçe nick altını kullanma. Nick altında böyle bir ataş olarak, küçük bir tel yerleştirin ve yavaşça nick iki tarafındaki parmak veya cımbız yerleştirerek ve aşağı iterek gofret baskı uygulamak. Bunu yaparsanız, doğal cleave yönünde kristal kafes hattı boyunca ikiye gofret ayıracaktır.
    3. Başka peçete, bir kalem ve cetvel ile, üst ve peçetenin alt hem noktalar işaretleyerek kareler istenilen genişlik ölçmek. Düz çizgiler ile bu noktalar bağlayın. Bu bile kare şekiller için bir rehber olarak hizmet verecek.
    4. Yerleştirin gofret bir satır karşı boşaltılan peçete ölçülen çizgiler arasındaki kenar ilk yarıya ve adım 5.1.2 taze piec dik kırık tekrares şimdi bölünmüş kareler genişlikte olmalıdır. Peçetenin yatay gofret açın. Dik çizgiler arasına yerleştirin ve adım 5.1.2 işlemini tekrarlamanız.
    5. Çizilmemesi için DI su dolu temiz bir şişeye taze bölünmüş gofret cips saklayın. silikon yongaları süresiz muhafaza edilebilir, ancak deneyler başlamadan önce temizlenmelidir.
  2. Silikon CMOS Temizleme
    1. RCA1 çözeltisi uygun sıcaklığa ulaştığı zaman,. Oksijen kabarcıkları yongaları ve beher duvarlarda oluşturacaktır. 2 "çapında bir atıl, fluorinatlı bir polimer sepeti kullanılarak çözelti içinde on 1 cm x 1 cm silikon yongaları sekiz daldırın Hayır ise köpüren 2 O 2 bozulmuş H oluşur. birbirine yapışmasını cips tutmak için aşağı her birkaç dakikada bir, 10 ila 20 dakika süreyle çözelti içinde fiş bırakın sepetini yukarı ajitasyon ve.
    2. Yukarı silikon yongaları içeren sepet kaldırın ve iyice süzün. T üzerinde sepeti getirinve atık beher o 18 M x ​​cm su ile iyice durulayın. Yıkama beher daldırın ve hafifçe aşağı yukarı sallayın 20 sn. Sepet boşaltın ve atık beher üzerinde su ile iyice durulayın. Belirlenmiş bir RCA1 atık şişe içine atık beher boşaltın ve su ile doldurun.
    3. RCA1 temizleme işlemi tamamlandıktan sonra, 10-20 saniye süre ile 1:50 HF behere sepeti yerleştirin. Cips ve HF karıştırmak için nazik bir yukarı ve aşağı hareket kullanın. HF tamamen uzak boşalmasını sağlamak için dunk kova kaldırın.
      Not: çip yüzeyleri hidrofobik olmalıdır; Su çip ıslak, ancak bunun yerine, yüksek temas açıları olan damlacıklar meydana olmaz. Bu silikon oksit uzaklıkta kazınmış ve çip artık içeriğinde Si-H bağları ile sona olduğunu gösterir.
    4. Yıkama behere koyun ve bir plastik küvet beher durulayın, durulama beher üzerine sepet taşımak ve 18 M x ​​cm su ile durulayın. Yıkama beher içine sepeti Batmak ve 20 saniye boyunca ajitasyon.
    5. İkinci drenaj ve rins tamamlayın18 M x ​​cm su ile e çevrimi. Durulama behere yıkama suyunu Dökümü ve su ile yıkama beher doldurun. Belirlenmiş bir plastik HF atık şişe içine tüm atıkları dökün.
    6. Rca2 çözümü uygun sıcaklığa ulaştığında, sepet kullanarak çözümler silikon çipleri daldırın. 10-20 dakika süre ile çözelti içinde bırakın. çip şimdi nedeniyle ince (1-2 nm) oksit filmin büyüme hidrofilik olacaktır.
    7. Zaman uygun miktarda sonra çıkarın ve RCA1 aynı durulama prosedürlerini izleyin. Uygun rca2 çöp bidonuna atık bertaraf edin. Plastik cımbız ile sepet her çipini çıkarın su ile durulayın ve azot ile kuru darbe.
    8. Plastik gofret kutusunda veya 18 M x ​​cm su cam şişede saklayın cips. temizlendikten sonra yaklaşık üç gün süreyle su içinde saklandığı zaman silikon temiz kalacaktır. Çalışma alanı düzgün temizlenir ve CMOS eldiven dış yıkanmış emin olun. CM bırakınKaputun OS eldiven kurumaya.

Aptes işlevselleştirilmiş silikon 6. yatırma DNA Origami

  1. Silikon Self-monte Monolayer Oluşumu
    1. Açmadan önce oda sıcaklığına kadar sıcak aptes. Şişe çok soğuksa, yoğunlaşma depolama sırasında APTES hidrolizini neden oluşabilir. 18 M x ​​cm su 1.980 ul ve karıştırmak için temiz bir sintilasyon şişesine ve girdap için APTES 20 ul ekleyin. Hemen bu çözümü kullanın.
    2. , Sintilasyon flakon temizlenmiş silikon çip yansıtıcı tarafı yukarı bakacak şekilde yerleştirin kap ve 20 dakika bekletin. Cımbız kullanarak çip çıkarın ve su 'yun 200 ul ve N2 akımı ile 1 dakika boyunca, kuru ile durulayın.
  2. Aptes Fonksiyonlu silikon DNA origami yatırmak
    Not: işlevselleştirilmiş silikon DNA origami biriktirilmesi için gereken adımlar mika üzerine biriktirilmesi için olanlara benzer olan.
    1. Kısaca DNA origami şişesini ve pipet çözüm 4 ul mixSilikon substrat üzerine. Gerekirse, işlevselleştirilmiş silikon mika alt-tabaka daha fazla hidrofobik olduğu için, tüm alt-tabakanın karşılamak için kullanılan DNA origami çözeltisinin hacmi artar. Aşağı biriktirme çözümü basın ve uzun yeminli sırasında buharlaşmayı önlemek için bir cam kapak kayma kullanın.
    2. Çözelti kullanılan konsantrasyon için gerekli süreyi ve istenen kapsama standı (yüzey kapsama zaman ve konsantrasyon etkisi Şekiller 2 ve 3 bakınız) olsun. Steril 18 M x cm suyun 100 ul substrat durulayın ve 1 dakika süreyle N2 ile kurutulur.
    3. Steril su ilave 100 ul durulama tekrar edin ve 3 dakika boyunca N2 ile alt-tabakanın kuru.
    4. Daha fazla deneyler veya görüntüleme yapılabilir kadar temiz bir kapta saklayın örnek. Örnekler kadar mu bağlı olarak depolama yaklaşık 1-2 hafta sonra parçacık birikimi göstermeye başlarch onlar işlenir.

7. AFM Görüntüleme ve DNA Origami Örneklerinin Görüntü Analizi

  1. Görüntüleme amaçlı havada modunda Vurma AFM kullanın. Modu dokunulduğunda az kuvvet iletişim moduna göre, hassas nanoyapılarda uygulanacak sağlar.
    Not: görüntüleme parametreleri enstrüman bağlı olacaktır. Sunulan tüm görüntüler MultiMode NanoScope Ula kullanılarak ele geçirildi.
  2. Altın yansıtıcı kaplama ile hava kılavuz çekme modunda olmayan temas için seçin AFM sondalar /, 300 kHz ~ bir rezonans frekansı (nominal), 40 N / m ve uç yarıçapının <10 nm, sabit kuvvet.
  3. Süreç ve NanoScope Analiz Yazılımı kullanarak AFM görüntüleri analiz. ImageJ kullanarak kapsama hesaplamaları gerçekleştirmek. 19

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

İki değişken alt tabaka üzerinde DNA origami kapsama dikte: çözelti konsantrasyon ve maruz kalma süresi. adsorpsiyon mika DNA origami özellikleri ve işlevselleştirilmiş silikon oksit aptes, daha önce rapor edilmiştir. 13 çökelme çözeltisi ve mika üzerinde son sigortaların DNA origami konsantrasyonu arasındaki ilişki artan bir konsantrasyonu ile sonuçlarını gösteren Tablo 1 ve Şekil 2 'de özetlenmiştir artan kapsama. bağlanmanın zaman bağımlılığı Şekil 3. ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Tutarlı ve ideal sonuçlar elde etmek için vurgulanması gereken gereken birkaç adım vardır. Mika örneklerinde, sıkı ve kapsamlı durulama takip ve adımlar 3.3 ve 3.4 gibi rejimi kurutmak için bireysel DNA origami yüksek kaliteli görüntüler Temsilcisi Sonuçlar bölümünde özetlenen çeşitli sorunlar olmadan AFM kullanılarak elde edilebilir olmasını sağlayacaktır. Silikon örnekleri için birincil öneme sahip alt tabakanın temizliktir. Iyice ve titizlikle adımda 5.2 özetlenen temizleme prosedürlerini takiben uygun bir şekilde te...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Teşekkürler

Yazarlar, AFM'yi kullandığı için Dr. Gary Bernstein'a teşekkür eder.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Eppendorf epT.I.P.S. Yeniden yüklemeler, kapasite 2-200  μ lVWR International, LLC2249173396 uçlu 10 yeniden yükleme tepsisi
Mikrosantrifüj Tüpleri, PolipropilenVWR International, LLC87003-2900.65 ml, doğal
Araştırma Plus Pippete - Tek Kanallı - 20-200  μ lA. Daigger & Şirket, Inc.EF8960F-3120000054 HER BIRIAyarlanabilir Hacim
Araştırma Plus Pippete - Tek Kanal - 2-20  μ lA. Daigger & Şirket, Inc.EF8960D-3120000038 HER BIRIAyarlanabilir
Hacim Scotch 237 Kalıcı Çift Taraflı Bant Ofis Deposu, Inc.6027103/4 "x 300", 2'li
Paket Vorteks KarıştırıcıThermo ScientificM37610-33Q
Gofret kabı tek, 2" (50 mm), 60 mm x 11  mmElektron Mikroskobu Bilimleri64917-2paket başına 6
" Gofret, P-tipi, < 100 > oryantasyon, birincil düzNova Electronic Materials, Ltd.
Pudrasız Nitril Muayene EldivenleriVWR International, LLC82062-428Katalog numarası,
Au yansıtıcı kaplamalı büyük Yüksek Hassasiyetli Temassız problarK-Tek Nanotechnology, Inc.HA_NC/15
Otoklav TavasıA. Daigger & Şirket, Inc.NAL692-5000 EF25341C
Sol-Vex II Agresif Eldivenler, Boyut: 9-9.5; 15 mil, 13 inç - 1 dzSpektrum Kimyasal Mfg. A.Ş.106-15055 Kullanmadanönce suyla durulayın ve eldivenlerin üzerinde kabarcık oluşmayana kadar ovalayın.
Cımbız PTFE 200 mm KareDynalon Corp.316504-0002
Muskovit Mika Levhalar V-5 KaliteElektron Mikroskobu Bilimleri71850-01Paket başına 10
Mika Disk, 10 mmTed Pella, Inc50Mika diskler isteğe bağlıdır
Züccaciye için Scriber Diamon KalemVWR International, LLC52865-005
Parıldama Şişeleri, Borosilikat Cam, Vidalı Kapaklı - 20 mlVWR International, LLC66022-060500'lük Kasa, ekli polipropilen kapak ve hamur folyo astar ile
4 x 5 İnç Üst PC-200 Sıcak Plaka, 120 V/60 HzDot Scientific, Inc.6759-200
Düz Taraflı Cam Kavanozlar, Geniş AğızlıVWR International, LLC89043-554254'lük kasa, kağıt hamuru/vinil astar takılı kapaklar
Standart Dereceli Cam Beher, 250 ml KapasiteVWR International, LLC173506
Beherler, PTFEVWR International, LLC89026-022HF ile kullanım için
Sığ form saat camı, 3"VWR International, LLC66112-10712
Plastik Saklama KabıKılıfı VWR International, LLC470195-354İkincil kap için
Genel Amaçlı Cam İçi Sıvı TermometrelerVWR International, LLC89095-564
Yüksek hassasiyetli ve ultra ince cımbızElektron Mikroskobu Bilimleri78310-0
Polikarbonat Yüz SiperiFisher ScientificInc.18-999-4542
Neopren ÖnlükFisher Scientific, Inc.19-810-609
Kalsiyum Glukonat, CalgonateWW Grainger, Inc.13W861Tüp, 25 g
Hidrojen Peroksit %30 CR ACS 500 mlFisher Scientific, Inc.H325 500ZARARLI, TOKSİK
3-AminopropiltrietoksisilanGelest Inc.SIA0610.0-25GMKullanmadan önce oda sıcaklığına ısınmaya bırakın.
Amonyum hidroksit, 2,5 LFisher Scientific, Inc.A669-212ZARARLI, TOKSİK
Hidroklorik asitFisher Scientific, Inc.A144-212ZARARLI, TOKSİK
Hidroflorik asitFisher Scientific, Inc.A147-1LB ZARARLI, TOKSİK
Çok Modlu Nanoskop IIIaVeeco Instruments, Inc.Kılavuz çekme moduna sahip herhangi bir AFM analiz için uygundur
Smaç sepetiLaboratuvarda üretilmiştirLaboratuvarda üretilmiştirSmaç sepeti, delikler açılmış bir PTFE şişenin tabanı, PTFE sapı ve tüm PTFE vidaları kullanılarak yapılmıştır.
ileGC49266 içindir

Kaynaklar

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

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Mika Altl k Haz rlamaSilikon Oksit Fonksiyonelle tirmeRCA Temizleme S reciAPTES Kendi Kendine D zenlenen TabakaDNA Origami AdhezyonuHidroflorik Asit A nd rmaElektron Demeti LitografisiMolek ler Kald rma Tekni iAltl k Temizleme ProtokolY zey Fonksiyonelle tirme Y ntemi
DNA Origami Analiz ve Deney için Mika ve Silikon Yüzeyler Hazırlanması
Bize ulaşın
Kütüphaneye tavsiye et

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Telif hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.