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直接显微成像揭示了DNA折宅男福利院纸纳米结构的细节

纳米技术 2022-01-09 23:58:09

作者劳拉·米尔萨普,艾姆斯实验室 学分:艾姆斯实验室 美国科学家

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能源部的艾姆斯实验室现在能够看到更多的DNA折纸纳米结构的细节,这将有助于更好地理解和控制它们在未来应用中的组装

脱氧核糖核酸折纸术是将单链环状脱氧核糖核酸分子的长“支架”链折叠在一起,使用短“短”链在纳米尺度上创建各种二维或三维形状

由于互补碱基对之间相互作用的特异性,脱氧核糖核酸被广泛用作这些结构的构建模块

因为这些纳米结构可以以相同的方式大量制造,所以它们对纳米技术研究人员非常有吸引力,并且在许多应用中具有潜在的用途

艾姆斯实验室的电子显微镜专家坦尼娅·普罗佐罗夫称自己为“你怎么知道的?”人

“纳米科学的一个难题是能够清楚地看到我们正在制造的结构,并以最大的细节理解这些结构

我们怎么知道?这是我正在努力解决的问题,”她说

在这种情况下,挑战是理解三角形折纸结构的三维尺寸、形状和均匀性,这将作为特定形状的基础,以创建一层均匀的金纳米粒子,形成等离子体装置,一种具有特殊属性的超材料

由于其化学组成,DNA纳米结构很难成像,传统的电子显微镜样品制备方法会压碎或展平样品,或者使用对比染色剂将其他材料引入样品,可能会改变其表面化学和性质

艾姆斯实验室的研究小组能够使用一种特殊类型的扫描透射电子显微镜直接捕捉未染色的脱氧核糖核酸折纸纳米结构中的精细细节图像,这种扫描透射电子显微镜被称为高角度环形暗场STEM

到目前为止,如果不使用化学染色剂或借助原子力显微镜成像,这种水平的脱氧核糖核酸折纸结构的细节是无法获得的

在匹兹堡大学一名合作者的帮助下,该团队还能够从一组低放大率图像中获得二维平均图像,这些图像被分为若干类,并通过使用低温电子显微镜团体使用的专门程序进行计算

“为了制造基于脱氧核糖核酸的等离子体材料,我们需要在脱氧核糖核酸结构上安装许多金属纳米粒子,以获得特定的电磁特性

这个过程始于在脱氧核糖核酸折纸的表面创造金属种子,因此我们需要对表面有一个很好的理解——它的结构、化学和地形,以便理解金属化过程

我们对未染色的、未改变的脱氧核糖核酸折纸结构进行成像的方法使我们能够看到那些细节,”普罗佐罗夫说

“我们设想我们的方法将作为一种直接的方法被广泛用于对脱氧核糖核酸纳米结构成像

" 这项研究在发表于《小方法》的论文《用电子显微镜成像未染色的脱氧核糖核酸折纸三角形》中有进一步的讨论

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