Le proprietà autoassemblanti della molecola del DNA hanno consentito la costruzione di un'intrigante gamma di forme su scala nanometrica. Tali nanoarchitetture potrebbero alla fine trovare la loro strada in una nuova generazione di microelettronica, semiconduttori, dispositivi di rilevamento biologico e chimico e una serie di applicazioni biomediche. Ora Hao Yan e Yan Liu, i professori del Centro per la biofisica delle singole molecole del Biodesign Institute ei loro collaboratori hanno introdotto un nuovo metodo per posizionare in modo deterministico e preciso le nanoparticelle d'argento su scaffold di DNA autoassemblanti.

Nella loro ultima ricerca, il gruppo utilizzava un lungo filamento singolo di DNA, che era stato piegato in una piattaforma di costruzione triangolare attraverso un processo noto come DNA origami. Questa fondazione architettonica è stata poi 'decorata' con una, due o tre nanoparticelle d'argento, che si autoassemblava in posizioni predeterminate sulla nanostruttura del DNA. I risultati sperimentali del gruppo, che compaiono nell'edizione online avanzata della rivista Angewandte Chemie , dimostrare per la prima volta la fattibilità dell'uso dell'argento, piuttosto che le nanoparticelle d'oro tradizionalmente applicate alle architetture basate su DNA-tile o origami. Lo studio è stato co-autore di Suchetan Pal, Zhengtao Deng, Baoquan Ding.

Una delle molte applicazioni per scaffold di DNA tempestati di nanoparticelle è l'esecuzione di operazioni di rilevamento precise su scala molecolare. La rivelazione sensibile di singole molecole con elevata specificità è di grande interesse scientifico per i chimici, biologi, farmacologi, ricercatori medici e coloro che sono coinvolti in aree ambientali in cui è richiesta l'analisi delle tracce. Lo studio dettagliato dei geni umani è solo un'area in cui una migliore rilevazione di singole molecole potrebbe essere di enorme beneficio.

Nel loro sforzo attuale, il gruppo ha cercato di sfruttare le proprietà delle nanoparticelle d'argento per aumentare la risonanza plasmonica superficiale, una vibrazione degli elettroni che può fornire ai ricercatori indizi sulla natura molecolare del campione che stanno studiando. "Teoricamente, la gente ha predetto che una risonanza plasmonica superficiale locale può essere molto più forte se si usano particelle d'argento rispetto all'oro, " ha detto Yan. Queste aree localmente potenziate tra le nanoparticelle sono indicate come punti caldi elettrici.

Il gruppo però, ha dovuto superare ostacoli significativi all'uso delle nanoparticelle d'argento. L'argento tende ad essere molto meno stabile dell'oro e può facilmente ossidarsi nel suo stato normale. Per contrastare questa tendenza, Il team di Yan e Liu ha attaccato più atomi di zolfo alla spina dorsale del filamento di DNA utilizzato per creare la piattaforma per le nanoparticelle. Ogni nanoparticella d'argento viene quindi tenuta saldamente in posizione da nove atomi di zolfo, una volta montato sulla forma dell'origami del DNA.

Il nuovo studio apre la strada alla creazione di un'architettura del DNA più funzionale. "Credo che questo lavoro aprirà le porte per implementare e studiare l'interazione plasmonica dipendente dalla distanza tra nanoparticelle nobili a livello di singola particella, "Yan ha detto, aggiungendo che ora sono stati compiuti i primi passi critici per la creazione di strutture di nanoparticelle d'argento organizzate gerarchicamente.