I nanofili sono componenti vitali per la futura nanoelettronica, sensori, e nanomedicina. Per raggiungere la complessità richiesta, è necessario controllare la posizione e la crescita delle catene metalliche a livello atomico. Nel diario Angewandte Chemie , un team di ricerca ha introdotto un nuovo approccio che genera un controllo preciso, elicoidale, sistemi palladio-DNA che imitano l'organizzazione di coppie di basi naturali in una molecola di DNA a doppio filamento.

Un team dall'Europa e dagli Stati Uniti guidato da Miguel A. Galindo ha ora sviluppato un metodo elegante per produrre singoli, catene continue di ioni palladio. Il processo si basa sull'assemblaggio auto-organizzato di uno speciale complesso di palladio e molecole di DNA a singolo filamento.

Negli ultimi anni, Il DNA è diventato uno strumento importante per la nanoscienza e la nanotecnologia, in particolare per la possibilità di "programmare" le strutture risultanti attraverso la sequenza di basi del DNA utilizzato. L'incorporazione di metalli nelle strutture del DNA può conferire loro proprietà come conduttività, attività catalitica, magnetismo, e fotoattività.

Però, organizzare gli ioni metallici nelle molecole di DNA non è banale perché gli ioni metallici possono legarsi a molti siti diversi. Il team di Galindo ha sviluppato un metodo intelligente per controllare il legame degli ioni palladio a siti specifici. Usano un complesso di palladio appositamente costruito che può formare coppie di basi con basi naturali di adenina in un filamento di DNA. Il ligando in questo complesso è un piatto, sistema ad anello aromatico che afferra tre delle quattro posizioni di legame disponibili sullo ione palladio. La quarta posizione del palladio è quindi disponibile per legarsi a un atomo di azoto molto specifico nell'adenina. Il ligando possiede anche atomi di ossigeno in grado di formare un legame idrogeno con il vicino gruppo NH2 dell'adenina. Questo modello di associazione corrisponde esattamente a un accoppiamento di base Watson-Crick, ma ora mediato da uno ione palladio, il che lo rende considerevolmente più forte dell'accoppiamento naturale Watson-Crick.

Se viene utilizzato un filamento di DNA composto esclusivamente da basi adenine, un complesso di palladio si lega a ciascuna adenina. I leganti piatti si assemblano in pile complanari, proprio come le basi naturali. Ciò si traduce in un doppio filamento composto da DNA e complessi di palladio che corrisponde a una doppia elica naturale di DNA in cui un filamento è stato sostituito da uno stack supramolecolare di complessi continui di palladio.

Sebbene il team debba ancora dimostrare le proprietà conduttive di questi sistemi, si può anticipare che la corretta riduzione di questi ioni metallici potrebbe portare alla formazione di un nanofilo conduttivo con una struttura altamente controllata. Il gruppo di ricerca sta attualmente lavorando su questa linea e sulla modifica del legante, che può anche fornire nuove proprietà al sistema.