Chemistry
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DNA 종이 접기 서식 파일을 사용 하 여 키 랄 Plasmonic Metamolecules로 금 Nanorods의 조립
Chapters
Summary March 5th, 2019
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우리는 DNA 종이 접기 기반 어셈블리 골드 nanorods의 강한 chiroptical 응답 랄 plasmonic metamolecules에 대 한 상세한 프로토콜을 설명합니다. 프로토콜 랄 구성에 국한 되지 않습니다 하 고 다양 한 plasmonic 아키텍처의 제작을 위해 쉽게 적응 시킬 수 있다.
Transcript
이 방법을 사용하면 강력한 chiroptical 응답으로 3차원 치랄 플라스모닉 어셈블리를 제작할 수 있습니다. 이 접근법의 주요 장점은 자유롭게 사용할 수 있는 소프트웨어 도구와 일반적인 생화학 실험실 장비를 사용하여 복잡한 금속 나노 구조의 제조를 가능하게 한다는 것입니다. 절차를 시연하는 것은 대학원생 이케 황과 내 실험실에서 포스트 독민 입니다.
caDNAno를 사용하여 DNA 종이 접기 템플릿을 디자인하십시오. 템플릿의 원하는 모양에 따라 스캐폴드를 스테이플 가닥으로 라우팅합니다. 그런 다음 시퀀스 도구를 클릭하여 스테이플 가닥 시퀀스를 생성합니다.
페인트 도구를 클릭하고 추가 수정이 필요한 스테이플 가닥에 표시합니다. 내보내기 도구를 클릭하여 DNA 스테이플 서열을 CSV 파일로 내보냅니다. 그런 다음 CSV 파일을 스프레드시트 응용 프로그램으로 가져옵니다.
골드 나노로드 조립을 위한 핸들로 사용할 스테이플 끝에 폴리아데닌 서열을 추가합니다. 잠금 시퀀스를 통해 설계된 잠금 사이트의 스테이플 가닥을 수정합니다. 동일한 양의 농도를 혼합하여 손잡이와 자물쇠가 있는 가닥을 포함한 스테이플 가닥의 작업 재고를 준비합니다.
그런 다음 텍스트 프로토콜에 자세히 설명된 종이 접기 혼합물을 준비합니다. 온도 가에서 80도에서 20섭씨까지 열순환기의 혼합물을 음닐합니다. 1%젤의 경우, 전자레인지에 혼합물을 가열하여 100밀리리터의 TBE에 아가로즈 1그램을 녹입니다.
얼룩 사양에 따라 10, 000X DNA 얼룩의 10 마이크로 리터를 추가합니다. 추출 단계에서 UV 광에 대한 노출을 최소화하려면 파란색 여기 아래에 시각화 할 수있는 DNA 얼룩을 사용합니다. 젤을 캐스팅하고 실온에서 30 분 동안 인큐베이션하십시오.
그런 다음 젤 박스를 얼음 수조에 놓습니다. 종이 접기 샘플에 적재 버퍼를 추가하고 사용된 콘에 따라 적절한 부피로 샘플을 우물에 로드합니다. 전기 전도를 80 볼트에서 2 시간 동안 실행합니다.
젤 이미저로 젤을 이미지합니다. 파란색 광 트랜길루미에이터를 사용하여 밴드를 시각화하고 종이 접기 밴드를 잘라냅니다. 그런 다음 파라필름에 젤을 부수고 액체를 추출합니다.
회수 수율은 액체를 원심 필터 단위로 약 40%파이펫으로 만들고 5분 동안 3, 000배 G에서 회전합니다. UV 가시 분광기로 260 나노미터에서 종이 접기 용액의 흡수를 측정합니다. 금 나노로드를 준비하려면 0.55 그램의 CTAB 및 0.037 그램의 2, 6-Dihydroxybenzoic 산을 둥근 바닥 플라스크에 15 밀리리터의 따뜻한 물에 녹입니다.
용액을 섭씨 30도까지 냉각한 후, 4밀리머 실버 질산염의 600 마이크로리터를 넣고 450 RPM에서 2분간 저어줍니다. 섭씨 30도에서 15분 동안 방해받지 않고 용액을 방치하십시오. 다음으로, 1밀리머 수소 테트라클로로에스테라산염 15밀리리터를 용액에 넣고 450 RPM에서 15분간 저어줍니다.
또한 64 밀리머 L-아스코르브 산의 120 마이크로리터를 넣고 즉시 1, 200 RPM에서 30초 간 저어줍니다. 이제 12 마이크로리터의 금 씨앗을 추가하고 30초 동안 1, 200 RPM에서 계속 저어줍니다. 18시간 동안 섭씨 30도에서 수조에 용액을 배양합니다.
솔루션을 방해하지 말고 캡을 사용하여 플라스크를 닫습니다. 결과 용액을 섭씨 20도에서 12분 동안 9, 500회 G에서 원심분리기 튜브및 원심분리기로 옮긴다. 초순수의 20밀리리터에 상류물을 버리고 펠릿을 분산시다.
원심 분리 단계를 한 번 더 수행한 다음 최종 펠릿을 증류수 3밀리리터에 분산시합니다. 경도 플라스몬 공명에 대한 소멸 계수를 사용하여 UV 가시 흡수 측정에서 금 나노로드의 농도를 추정한다. 10 나노 몰러 금 나노로드의 150 마이크로 리터와 0.5 밀리머 TCEP 처리 티올 DNA의 40 마이크로 리터를 혼합.
최종 SDS 농도가 0.05%에 도달할 때까지 금 나노로드 용액에 1%SDS를 추가합니다. 하나의 어금니 HCL의 약 1 마이크로리터로 PH를 2.5에서 3 사이로 조정합니다. 70 RPM에서 흔들면서 2 시간 동안 배양하십시오.
염화나트륨을 첨가하여 염화나트륨 농도가 0.5어로 최종 화량에 도달하고 실온에서 4시간 동안 인큐베이션을 하고 70RPM에서 흔들리면 됩니다. 그런 다음 10배 TBE 버퍼로 PH를 약 8.5로 조정하고 밤에 배양합니다. DNA 골드 나노로드를 세척 버퍼 1밀리리터와 원심분리기 1밀리리터를 30분 동안 7, 000회 G로 혼합하여 4회 세척합니다.
상체를 제거하고 나머지 액체의 DNA 금 나노로드를 다시 분리합니다. 이전과 같이 UV 가시 흡수 측정에서 DNA 금 나노로드의 농도를 추정한다. 정제된 DNA 금 나노로드의 용액에 염화물 마그네슘을 10 밀리머의 최종 농도에 추가합니다.
정제된 DNA 금 나노로드및 종이 접기를 10 대 1 비율로 혼합하고 400 RPM에서 흔들면서 섭씨 40도에서 섭씨 20도까지 온도 조절을 하는 믹서에 혼합물을 산출합니다. 최종 종이 접기 금 나노로드 구조를 정화하기 위해 0.7 %의 아가로즈 젤 전기 전광을 사용합니다. TEM 이미징의 경우 0.75%의 우란성 용제 용액200마이크로리터와 5개의 어금니 나트륨 수산화나트륨 1마이크로리터를 혼합합니다.
2~3분 동안 즉시 소용돌이. 14, 000회 G.Then에서 3~4분 동안 얼룩용 원심분리제는 알루미늄 호일로 래핑하여 빛 노출로부터 얼룩을 보호합니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 TEM 그리드의 수압성을 증가시켜, 파이펫 5 마이크로리터 샘플은 TEM 그리드에 떨어집니다.
5~8분의 인큐베이션을 받은 후 그리드 가장자리가 있는 필터 용지를 부드럽게 터치하여 드롭을 제거합니다. 이제 파이펫 한 방울과 파라필름 조각에 얼룩 용액 한 방울. 그리드의 가장자리로 필터 용지를 터치하여 작은 얼룩 용액 드롭에 그리드를 넣고 즉시 건조시십시오.
그런 다음 큰 얼룩 용액을 30 초 동안 떨어 뜨립니다. 여기에 DNA 종이 접기 템플릿의 TEM 이미지가 표시됩니다. 종이 접기 구조는 스캐폴드 가닥에 의해 함께 연결된 두 개의 14 개의 나선 번들로 구성됩니다.
여기서, 금 나노로드의 대표적인 TEM 이미지가 표시됩니다. 합성 된 금 나노로드의 평균 치수는 70 x 30 나노미터입니다. 이 이미지는 안어링 후 종이 접기에 금 나노 로드 희미한 을 보여줍니다.
TEM 그리드에 대한 결합 선호도로 인해 종이 접기 골드 나노로드 어셈블리는 일반적으로 병렬 종이 접기 번들 및 막대로 간주됩니다. 이 프로토콜은 강력한 플라스모닉 원형 이색반응으로 금 나노로드의 조립을 치랄 메타 분자로 높게 수율을 가능하게 한다. 여기에 닫힌 구조와 열린 구조의 스펙트럼이 표시됩니다.
개발 후, 이 기술은 연구원이 복잡한 자체 조립 금속 나노 구조의 플라스모닉 광학 특성을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 바와 같이, 여러 유해 화학물질이 이 방법에 사용된다. 재료 안전 데이터 시트를 주의 깊게 확인하고 필요한 예방 조치를 취하십시오.
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