Student World

Mnohé z aplikací nanotechnologií, a to zvláště v oblasti mikroelektroniky, vyžadují, aby nanočástice byly pravidelně rozmístěny v prostoru. Najít způsob, jako toho levně dosáhnout, je velkou výzvou pro výzkumníky pracující v tomto oboru.

Vědci z Arizona State University s úspěchem využili pravidelné mřížky tvořené řetězci DNA. Zlaté nanočástice pokryté „kousky“ DNA nazývanými „sekvence T15“ byly deponovány na mřížky tvořené „dlaždicemi“ DNA ve tvaru kříže (zdroj obrázku: http://www.physorg.com/news11996.html).

„Dlaždice“ DNA jsou dvou typů, A a B, které vzájemným spojením (A-B-A-B …) vytvoří mřížku, z níž vystupují tzv. „A15“ řetězce, ke kterým se zlaté nanočástice pokryté sekvencemi označovanými jako T15 připojují jako k jakémusi suchému nanozipu.

Technika „suchých nanozipů“, k nimž se připojují zlaté nanočástice, se běžně využívá při detekci genetických mutací, které způsobují zhoubné bujení. Nedávno byly publikovány výsledky výzkumu dvou vědeckých skupin (z University of Winsconsin-Madison z University of California-Irvine), které se týkaly rychlé kvantitativní detekce genetických mutací. Obě techniky detekují nejběžnější typ mutace, tzv. jednonukleotidový polymorfismus (SNP).
Zkoumaná DNA se přivede ke „vzorkovníku“ sekvencí, jež jsou komplementární k mutacím, u nichž je již souvislost s chorobami prokázána. Poté, co se část zkoumané DNA připojí ke komplementárním řetězcům, se odstraní nepřipojené řetězce. Pak se (v případě obou zmíněných vědeckých skupin různými technikami) připojené řetězce „označí“ zlatými nanočásticemi a detekují se buď elektronovým mikroskopem (v případě výzkumu z univerzity Wisconsin-Madison) nebo na základě rezonance povrchových plazmonů (skupina z Kalifornie). V obou případech jsou jednotlivé mutace detekovány rychle a kvantitativně, s mnohanásobným zvýšením citlivosti metody i odstupu užitečného signálu od šumu.

Vědci z univerzity v Dortmundu dokázali dovést využití suchého nanozipu DNA ještě dále – zlaté nanočástice dokázali spojit a poté rozpojit. Dvě zlaté nanočástice nejprve připojili k řetězcům DNA, které pak spojili s použitím „suchého zipu“ – třetího vlákna komplementárního k oběma předchozím. Aby bylo možné částice zase oddělit, bylo třeba připravit tento třetí řetězec asymetrický, přičemž jeho delší konec se k řetězcům se zlatem nepřipojí a zůstává volný, takže ho lze možné pomocí čtvrtého vlákna, tedy dalšího „suchého zipu“, odpojit a uvolnit tak obě zlaté nanočástice od sebe. Výzkumníci věří, že tato technika bude použitelná pro modifikace zlatých nanostruktur poté, co již byly zkonstruovány, a že by se mohla uplatnit i při návrhu struktur, které by se do požadované podoby seskládaly samy.

Zdroje:
http://www.physorg.com/news11996.html
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=12908269&dopt=Abstract
http://nanotechwire.com/news.asp?nid=3086
http://www.azonano.com/news.asp?newsID=2013

Připraveno ve spolupráci se serverem Gold4You, http://gold4you.cz

autor