Preparazione di Mica e Silicon substrati per il DNA Origami Analisi e sperimentazione

L'obiettivo generale del seguente esperimento è quello di preparare due tipi di substrati per esperimenti di nanostruttura del DNA, MICA e funzionalizzare l'ossido di silicio. Ciò si ottiene in due modi diversi per i due substrati. Lo strato superiore di MICA viene rimosso utilizzando del nastro biadesivo in un processo semplice e veloce.

Al contrario, i substrati di silicio devono essere puliti utilizzando la pulizia RCA, che comporta l'incisione dello strato di ossido e la rimozione di contaminanti metallici e organici. Questo produce uno strato di ossido di silicio pulito e liscio che può essere ulteriormente funzionalizzato. Successivamente, la MICA viene inondata di ioni di magnesio per creare una superficie caricata positivamente.

Una superficie analoga viene creata sul substrato di ossido di silicio attraverso la formazione di un monostrato autoassemblato caricato positivamente, come tre amminopropil trietile. Successivamente, il substrato viene esposto alla soluzione di origami di DNA al fine di promuovere l'adesione del DNA caricato negativamente con i substrati caricati positivamente. La copertura dipende dal tipo di substrato, dalla concentrazione della soluzione e dai fattori del tempo di deposizione che possono variare a seconda dell'esperimento eseguito.

Il vantaggio principale di questa tecnica è che l'APT è monostrato, è attaccato in modo covalente alla superficie del silicone. Può essere depositato in un modello specifico attraverso l'ebeam, la litografia e una tecnica chiamata liftoff molecolare. In generale, le persone che non conoscono questo metodo avranno difficoltà con le tecniche di manipolazione uniche necessarie per i piccoli substrati, oltre a perfezionare il protocollo appropriato per la gestione della deposizione e del disegno.

La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale in quanto le fasi della manipolazione del substrato e del protocollo di pulizia e sicurezza RCA sono difficili da descrivere nel testo. La rappresentazione visiva di queste misure di sicurezza necessarie è importante per promuovere pratiche di laboratorio sicure. Per prima cosa, prepara il substrato tagliando dei quadrati di un centimetro per un centimetro dal substrato di MICA con le forbici.

Spaccare la MICA con del nastro biadesivo. Posizionare il rettangolo MICA sul nastro biadesivo ancora nel dispenser del nastro. Far scorrere con cautela le pinzette tra la MICA e il nastro e rimuovere la mica.

Lo strato più in alto verrà rimosso e rimarrà sul nastro. Quindi pipettare quattro microlitri di soluzione di origami di DNA adeguatamente vortex sulla mica, assicurandosi che la punta della pipetta non tocchi il substrato. Lasciare l'origami del DNA sulla MICA per circa 10 minuti.

Per garantire una copertura adeguata, sciacquare la soluzione di DNA origami dal substrato di MICA utilizzando 100 microlitri di acqua sterile sul lavandino o su un altro recipiente per liquidi. Per fare ciò, raccogli la MICA usando una pinzetta. Pipettare l'acqua sul substrato con il flusso della goccia verso la punta della pinzetta.

Asciugare il substrato con un flusso costante di azoto per un minuto. Ripetere i RIN con altri 100 microlitri di acqua sterile prima di asciugare il substrato con azoto per altri tre minuti. Per la Radio Corporation of America, la preparazione di una soluzione RCA riproduce 50 millilitri di acqua da 18 mega ohm centimetri nel becher RCA one designato utilizzando un becher dosatore, quindi aggiunge 15 millilitri di idrossido di imodio concentrato al becher.

Sciacquare il misurino con 25 millilitri d'acqua e aggiungere l'acqua di risciacquo al bicchiere RCA one. Accendi il fuoco e mescolala sulla piastra calda e porta l'RCA un bagno a 70 gradi Celsius. Quindi aggiungere 15 millilitri di perossido di idrogeno al 30% al becher RCA one.

Assicurarsi di utilizzare la soluzione RCA one entro un'ora dall'aggiunta del perossido di idrogeno. Sciacquare accuratamente il misurino con acqua e gettare il risciacquo in un apposito flacone RCA One Waste per la Radio Corporation of America. Preparazione di due soluzioni RCA.

Aggiungere 70 millilitri di acqua da 18 mega ohm centimetri al becher RCA two designato, utilizzando il becher di misurazione accuratamente scritto. Quindi, aggiungi 15 millilitri di acido cloridrico concentrato. Sciacquare il misurino con 20 millilitri d'acqua e aggiungerlo al bicchiere da due bicchieri RCA.

Aumentare la velocità di cottura e mescolare la piastra calda fino a quando la soluzione raggiunge i 70 gradi Celsius. Quindi aggiungere 15 millilitri di perossido di idrogeno al 30%. Come il bagno RCA one.

Utilizzare una soluzione entro un'ora dall'aggiunta del perossido di idrogeno. Per preparare la soluzione di fluoruro di idrogeno, mettere 50 millilitri di acqua in un becher di polimero fluorurato inerte. Misurare quattro millilitri di acido fluoridrico concentrato nel misurino di plastica e aggiungerlo al becher in polimero fluorurato inerte.

Sciacquare il misurino di plastica con 50 ml di acqua e aggiungere l'acqua di risciacquo al becher di fluoruro di idrogeno. Infine, lavare accuratamente il misurino con acqua e gettare i lavaggi in un apposito contenitore per rifiuti di fluoruro di idrogeno. Taglia il wafer di silicone in trucioli posizionando il wafer di silicone con il lucido rivolto verso l'alto su una superficie morbida come un tovagliolo.

Usando la penna a forma di diamante, intacca delicatamente la parte inferiore del wafer lungo il bordo piatto primario. Posiziona un piccolo filo come una graffetta sotto l'intaccatura e applica delicatamente una pressione sull'ostia posizionando le dita o una pinzetta su entrambi i lati dell'intaccatura e spingendo verso il basso un altro tovagliolo con una matita e un righello. Misura la larghezza desiderata dei quadrati segnando dei punti sia sulla parte superiore che su quella inferiore del tovagliolo.

Posizionare una delle metà del bordo del wafer per prima tra le linee misurate sul tovagliolo, a filo contro la linea e ripetere la procedura di taglio. I pezzi perpendicolari appena spezzati dovrebbero ora essere della larghezza dei quadrati delle tacchette. Girare la cialda orizzontalmente sul tovagliolo e posizionarla tra le linee perpendicolari prima di ripetere nuovamente la procedura di taglio.

Quando la soluzione RCA ha raggiunto la temperatura appropriata, immergere da otto a 10, un centimetro per un centimetro di chip di silicio nella soluzione per 10-20 minuti, utilizzando un cestello in polimero fluorurato invertito con un diametro di due pollici, sollevare il cestello contenente i chip di silicio e scolare. Bene, quindi sposta il cestello sul becher dei rifiuti e risciacqua abbondantemente con acqua da 18 mega centimetri. Immergere il bicchiere di lavaggio e muoverlo su e giù per 20 secondi.

Scolare il cestello e sciacquare abbondantemente con acqua sopra il becher dei rifiuti. Al termine della pulizia RCA one, posizionare il cestello nel becher contenente la soluzione di fluoruro di idrogeno per 10-20 secondi. Usa un leggero movimento su e giù per mescolare le patatine e il fluoruro di idrogeno.

Quindi sollevare il secchio per consentire al fluoruro di idrogeno di defluire completamente. Posizionare il bicchiere di lavaggio e sciacquarlo in una vaschetta di plastica. Spostare il cestello sul becher di risciacquo e risciacquare con acqua da 18 mega ohm centimetri.

Immergere il cestello nel lavatoio, nel bicchiere e agitare per 20 secondi. Quindi, completare un secondo ciclo di scarico e risciacquo con acqua da 18 mega ohm centimetri. Versare l'acqua di lavaggio nel bicchiere di risciacquo e riempire il bicchiere di lavaggio con acqua.

Quando la soluzione RCA two ha raggiunto la temperatura appropriata, immergere i chip di silicio nelle soluzioni utilizzando il cestello. Lasciare le patatine nella soluzione per 10-20 minuti. Rimuovere i trucioli dopo il tempo opportuno e seguire le stesse procedure di risciacquo.

Per quanto riguarda RCA, conservare i chip puliti sotto acqua ad alta purezza in una fiala pulita per un massimo di tre giorni per la formazione di monostrato autoassemblato su silicio, aggiungere 1.980 microlitri di acqua da 18 mega ohm centimetri e 20 microlitri di apte a una fiala di simulazione pulita e agitare. Per mescolare, utilizzare immediatamente la soluzione. Posizionare un chip di silicio pulito con il lato riflettente rivolto verso l'alto nella fiala di scintillazione, tapparlo e lasciarlo riposare per 20 minuti.

Rimuovere il truciolo con una pinzetta e risciacquare con 200 microlitri di acqua prima di asciugarlo per un minuto con un getto di azoto gassoso. Per depositare l'origami di DNA sul silicio funzionalizzato del test APT, mescolare brevemente la fiala di origami di DNA e pipettare quattro microlitri di soluzione sul substrato di silicone. Lasciare riposare la soluzione per il tempo necessario alla concentrazione utilizzata e alla copertura desiderata.

Quindi risciacquare un substrato con 100 microlitri di acqua sterile da 18 mega ohm centimetri e asciugare con flusso di azoto. Per un minuto, ripetere il risciacquo con altri 100 microlitri di acqua sterile e asciugare il substrato con azoto per tre minuti. I risultati rappresentativi per variare la concentrazione di origami di DNA sulla copertura del substrato sono mostrati qui.

L'aumento della concentrazione offre una maggiore copertura sui substrati di MICA, la copertura degli origami del DNA su MICA e silicio mostra un elevato assorbimento iniziale con saturazione che si verifica dopo circa un'ora. Anche la percentuale di copertura su MICA è costantemente superiore a quella per la stessa concentrazione e tempo su un campione completo di silicio funzionalizzato. Il protocollo di risciacquo e asciugatura è indispensabile per la preparazione di successo di campioni di DNA origami.

Un risciacquo e un'asciugatura inefficaci possono portare alla presenza di isole di aggregazione solvente di origami di DNA o al ponte di nanostrutture su campioni ad alta copertura. Una volta padroneggiate, le tecniche di preparazione del substrato Micah possono essere completate in 20 minuti o meno. I campioni di silicio possono essere preparati in meno di due ore se eseguiti correttamente.

La litografia a fascio di elettroni e il decollo molecolare possono essere integrati con questo processo per creare nuovi modelli e dispositivi per ulteriori esperimenti. Non dimenticare che lavorare con l'acido fluoridrico può essere estremamente pericoloso, prendi le dovute precauzioni come indossare dispositivi di protezione individuale e avere a disposizione scorte di emergenza di gluconato di calcio durante l'esecuzione di questa procedura.