الگودهی ‌نانوذرات با استفاده از قالب DNA

زمانی که موضوع طراحی مواد جدید و ساختاری مبتنی بر DNA است، معماری اهمیت زیادی پیدا می‌کند. در فناوری‌نانو DNA، از DNA برای ایجاد ساختارهای قابل برنامه‌ریزی استفاده می‌شود؛ ساختارهایی که خودآرایی داده و با دقت بسیار بالایی طراحی شده‌اند و می‌توانند خواص سطحی را برای انجام فعالیت‌هایی نظیر زیست‌حسگری، زیست‌شناسی سلولی و علم مواد بهبود دهند.

محققان دانشگاه پوردو راهبرد جدیدی مبتنی بر الگودهی زیستی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان نانوذرات مختلف را به‌صورت منظم کنار هم قرار داد و ساختارهای دو بعدی ایجاد کرد. این نانوذرات با استفاده از برهم‌کنش با DNA شکل می‌گیرند.

نتایج این پروژه درقالب مقاله‌ای با عنوان “Patterning Nanoparticles with DNA Molds” در نشریه ACS Applied Materials & Interfaces به چاپ رسیده است.

پژوهشگران این پروژه با استفاده از این راهبرد جدید موفق شدند تا الگوهای متراکمی (۱۲۰۰ تا ۲۰۰ حفره در هر میکرومتر مربع) ایجاد کنند در حالی که راهبردهای اوریگامی قبلی تراکم بسیار کمتر بود (۱۰۰ حفره در میکرومتر مربع).

در این روش محققان از قالب‌های DNA بزرگ و یکنواختی استفاده کردند تا بتوانند برهم‌کنشی کنترل‌ شده‌تر ایجاد کنند. در این روش از جذب غیرویژه سطحی به نانوذرات استفاده شده‌است. این روش متفاوت از راهبردهای پیشین است که در آنها از هیبریداسیون روی الگوهای DNA استفاده شده‌است که نیازمند اصلاحات ویژه‌ای روی نانوذرات است. این راهبرد جدید بسیار ساده‌، عمومی و مناسب‌تر از راهبردهای پیشین است.

در این روش نانوذرات الگودار نیاز به اصلاح ویژه‌ای ندارند و این موضوع موجب ساده‌تر شدن کار می‌شود. دامنه کاربرد این روش نیز بیشتر از روش‌های پیشین است برای مثال، می‌توان از الگوهای نانوذرات طلا به‌عنوان زیرلایه برای شناسایی در طیف‌سنجی SERS استفاده کرد. الگودهی پروتئین نیز می‌تواند برای سامانه‌های زیست‌حسگری، برهم‌کنش پروتئین-پروتئین و برهم‌کنش پروتئین-سلول استفاده شود.

یکی دیگر از اهداف این پروژه، ارائه راهبردهای عمومی‌تر برای الگودهی نانومواد مختلف از طریق برهم‌کنش‌های غیرویژه است. جذب سطحی الکترواستاتیک برای چنین برهم‌کنش‌های غیر ویژه‌ای استفاده می‌شود.