«ПЕРВЫЙ СРЕДИ РАВНЫХ...»
Нормативные документы
Противодействие коррупции
Поступающим
Студентам
Выпускникам
Проект 5-100
Аккредитация специалистов

Сборка нано- и микрочастиц на «пружинках» из ДНК

Сборка нано- и микрочастиц на «пружинках» из ДНК

Метод, основанный на покрытии нано- и микрочастиц оболочкой из двойных и одинарных цепочек ДНК, позволяет строго регулировать и контролировать сборку частиц в кластеры, открывая новые перспективы применения полученных материалов в индустрии, медицине и биологии.

Ученые из национальной лаборатории Брукхэвена при Департаменте США по энергетике (U.S. Department of Energy's Brookhaven National Laboratory) представили новый метод управления самосборкой частиц нанометрового и микрометрового размера. Метод, основанный на покрытии поверхностей частиц оболочкой из разных типов молекул ДНК, позволяет манипулировать создавшейся структурой и ее свойствами, расширяя возможности применения полученных материалов в промышленности.

По словам ученого Брукхэвенской лаборатории Олега Ганя (Oleg Gang), новый метод уникален, поскольку к частицам прикрепляют два типа ДНК с различными свойствами. ДНК первого типа представляют собой комплементарные нити, формирующие двойную спираль, а ДНК второго типа – это некомплементарные нейтральные молекулы, являющиеся источником отталкивающей силы. В отличие от предыдущих работ, в которых на частицах иммобилизовались только комплементарные нити ДНК, добавление отталкивающей силы позволяет гораздо точнее регулировать размеры кластеров частиц и скорость их самосборки.

Если в фиксированный объем, занимаемый двойной нитью ДНК, внести третью, некомплементарную нить, обе молекулы будут конкурировать за место в замкнутом пространстве, действуя аналогично пружине, что приводит к возникновению отталкивающей силы между частицами, которой можно управлять. Наличие этой силы позволяет легче манипулировать частицами при создании различных структур.

К наночастицам золота (для измерений с точностью до одного нанометра) и полистиреновым микрочастицам (для измерений с точностью до микрона) добавляли специально синтезированную ДНК, которая химически связывалась с частицами. Управление процессом сборки частиц осуществляли при постоянной суммарной концентрации ДНК, изменяя только относительное содержание фракций двойных и одиночных молекул. Структуру частиц визуализировали с помощью трансмиссионного электронного микроскопа, а для изучения поведения частиц в растворе – естественной для ДНК среде – использовали рентгеновское рассеяние.

С помощью этой методики удалось регулировать сборку частиц в очень широком диапазоне – от кластеров, насчитывающих миллионы частиц, до почти единичных отдельных частиц в неаггрегированном состоянии.

Новый метод может найти широкое применение в самых различных отраслях индустрии. Он может оказаться полезным, например, для тонкой «настройки» материалов на молекулярном уровне в системах доставки лекарств к клеткам-мишеням, а также для мониторинга окружающей среды в составе биомолекулярных сенсоров.

Статья Mathew M. Maye et al. DNA-Regulated Micro- and Nanoparticle Assembly опубликована в on-line версии журнала Small 12 сентября 2007. 

По материалам Brookhaven National


20.09.2007

Cbio


Привязка к разделам:  Биотехнологии | Новости науки | Наука и инновации

Назад