Chemistry
This content is Open Access.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Montering av gull Nanorods i Chiral Plasmonic Metamolecules ved hjelp av DNA Origami maler
Chapters
Summary March 5th, 2019
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Vi beskriver detaljert protokollen for DNA origami-baserte montering av gull nanorods i chiral plasmonic metamolecules med sterk chiroptical svar. Protokollen er ikke begrenset til chiral konfigurasjoner og lett kan tilpasses til fabrikasjon av ulike plasmonic arkitekturer.
Transcript
Denne metoden tillater fabrikasjon av tredimensjonale chiral plasmonic samlinger med sterke kiroptiske svar. Den største fordelen med denne tilnærmingen er at det muliggjør fabrikasjon av komplekse metall nanostrukturer ved hjelp av fritt tilgjengelige programvareverktøy og felles biokjemi lab utstyr. Demonstrere prosedyren vil være Yike Huang en utdannet student og Minh-Kha Nguyen en postdoc fra laboratoriet mitt.
Bruk caDNAno til å utforme en DNA origami mal. Før stillaset i stiftetråder i henhold til ønsket form på malen. Deretter genererer stift strand sekvenser ved å klikke sekvens verktøy.
Klikk malingsverktøyet og merk stiftetrådene som krever ytterligere endring. Klikk eksportverktøyet for å eksportere DNA-stiftsekvensene til en CSV-fil. Deretter importerer du CSV-filen til et regnearkprogram.
Legg til en polyadeninsekvens på slutten av stiftene som skal brukes som håndtak for gull nanorod montering. Endre stifttrådene på de utformede låseområdene med låsesekvenser. Forbered en arbeider lager av stift tråder inkludert tråder med håndtak og låser ved å blande like mengder konsentrasjon normalisert stift oligonucleotides.
Deretter klargjør origami blandingen som beskrevet i tekstprotokollen. Anneal blandingen i termocycler fra 80 grader til 20 grader Celsius. For en 1% gel, oppløs ett gram agarose i 100 milliliter TBE ved å varme blandingen i mikrobølgeovnen.
Tilsett 10 mikroliter på 10 000X DNA-flekk i henhold til flekkspesifikasjonen. For å minimere eksponeringen for UV-lys i ekstraksjonstrinnet, bruk en DNA-flekk som kan visualiseres under blå eksitasjon. Kast gelen og inkuber i 30 minutter ved romtemperatur.
Legg deretter gelboksen i et isvannbad. Legg lasting buffer til origami prøver og laste prøvene inn i brønnene med et riktig volum i henhold til kjegle som brukes. Kjør elektroforesen i to timer på 80 volt.
Bilde gelen med gelabilderen. Bruk en blå lys transilluminator for å visualisere båndene og kutte origami bandet. Deretter knuser gelen på parafilm og trekker ut væsken.
Gjenvinningsutbyttet er ca. 40 % Pipette væsken i en sentrifugalfilterenhet og snurrer ved 3000 ganger G i fem minutter. Mål absorpsjonen av origami-løsningen ved 260 nanometer med et UV-synlig spektrometer. For å forberede gull nanorods, oppløs 0,55 gram CTAB og 0,037 gram 2, 6-Dihydroxybenzoic acid i 15 milliliter varmt vann i en rund bunnkolbe.
Etter å ha avkjølt løsningen til 30 grader Celsius, tilsett 600 mikroliter med fire millimolar sølvnitrat og rør ved 450 RPM i to minutter. La løsningen være uforstyrret i 15 minutter ved 30 grader Celsius. Deretter legger du til 15 milliliter av en millimolar hydrogentetraklorat til løsningen og rører ved 450 RPM i 15 minutter.
Legg også til 120 mikroliter på 64 millimolar L-askorbinsyre og rør umiddelbart ved 1, 200 RPM i 30 sekunder. Nå, legg til 12 mikroliter gullfrø og fortsetter å røre ved 1, 200 RPM i 30 sekunder. Inkuber løsningen i et vannbad ved 30 grader Celsius i 18 timer.
Ikke forstyrr oppløsningen og bruk en hette til å lukke kolben. Overfør den resulterende løsningen til sentrifugerør og sentrifuge ved 9, 500 ganger G i 12 minutter ved 20 grader Celsius. Kast det overnaturlige og spre pellet i 20 milliliter ultra rent vann.
Utfør enda et sentrifugeringstrinn og spre deretter den endelige pelleten i tre milliliter destillert vann. Estimer konsentrasjonen av gull nanorods fra en UV synlig absorpsjon måling ved hjelp av utryddelseskoeffisient for langsgående plasmon resonans. Bland 150 mikroliter med 10 nanomolar gull nanorods og 40 mikroliter av 0,5 millimolar TCEP behandlet tiol DNA.
Legg til 1% SDS til gull nanorod løsningen til en endelig SDS konsentrasjon på 0,05%er nådd. Juster PH til mellom 2,5 og tre med omtrent en mikroliter av en molar HCL. Inkuber i to timer mens du rister ved 70 RPM.
Tilsett natriumklorid for å oppnå en endelig natriumkloridkonsentrasjon på 0,5 molar og inkuber i fire timer ved romtemperatur mens du rister ved 70 RPM. Deretter justerer du PH til ca. 8,5 med 10X TBE-buffer og inkuberer over natten. Vask DNA-gullnanorodene fire ganger ved å blande prøvene med en milliliter vaskebuffer og sentrifuge ved 7 000 ganger G i 30 minutter.
Fjern de overnaturlige og resuspend DNA gull nanorods i gjenværende væske. Anslå konsentrasjonen av DNA gull nanorods fra en UV synlig absorpsjon måling som før. Tilsett magnesiumklorid til løsningen av rensede DNA-gull nanorods til en endelig konsentrasjon på 10 millimolar.
Bland de rensede DNA-gullnanorodene og origami til et forhold på 10 til én og gi blandingen i en mikser med temperaturkontroll fra 40 grader Celsius til 20 grader Celsius mens du rister ved 400 RPM. Bruk 0,7% agarose gel elektroforese for å rense de endelige origami gull nanorod strukturer. For TEM-bildebehandling kan du blande 200 mikroliter med 0,75 % uranylformatløsning og 1 mikroliter fem molarnatriumhydroksid.
Vortex umiddelbart i to til tre minutter. Sentrifuger flekkløsningen i tre til fire minutter ved 14 000 ganger G.Beskytt deretter flekken mot lyseksponering ved å pakke den inn i aluminiumsfolie. Etter å ha økt hydrofalisiteten til TEM-nettene som beskrevet i tekstprotokollen, faller pipette fem mikroliterprøven på TEM-nettet.
Etter en inkubasjon på fem til åtte minutter, fjern dråpen ved å berøre et filterpapir forsiktig med kanten av rutenettet. Nå pipette en stor dråpe og en liten dråpe av flekken løsning på et stykke parafilm. Sett gitteret på den lille flekkoppløsningsdråpen og tørk umiddelbart ved å berøre filterpapiret med kanten av gitteret.
Deretter setter du den på den store flekkløsningsfallet i 30 sekunder. Vist her er et TEM bilde av DNA origami maler. Origami strukturen består av to 14 helix bunter knyttet sammen av stillas tråden.
Her vises et representativt TEM-bilde av gullnanoroder. De gjennomsnittlige dimensjonene av syntetiserte gull nanorods er 70 av 30 nanometer. Dette bildet viser gull nanorod dimers på origami etter annealing.
På grunn av deres bindende preferanse til TEM-rutenett, blir origami gull nanorod samlinger vanligvis sett på som parallelle origami bunter og stenger. Protokollen muliggjør høye utbytter av montering av gull nanorods i kiral meta-molekyler med sterke plasmoniske sirkulære dikthroisme svar. Vist her er spektra av de lukkede strukturer og de åpne strukturer.
Etter utviklingen banet denne teknikken vei for forskere å utforske plasmoniske optiske egenskaper av komplekse selvmonterte metall nanostrukturer. Som beskrevet i tekstprotokollen, brukes flere farlige kjemikalier i denne metoden. Kontroller nøye bladet for materialsikkerhet og ta nødvendige forholdsregler.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
