The authors thank Dr. Gary Bernstein for use of the AFM.

1.実験計画と材料の準備<ol><li>実験に使用されるDNA折り紙の設計、濃度、および機能を決定します。14〜16をここでは、/ Mg 2+を溶液（40mMのTris塩基、20mMの1×TAEで調製したDNA折り紙の長方形のデザインを使用します酢酸、2mMのEDTAおよび12mMの酢酸マグネシウム、pH8.0）で17 </li><li>すべてのチップ、チューブ、および容器をオートクレーブが使用されます。これらの材料は、互換性のあるすべてのオートクレーブでなければなりません。 </li><li>すすぎ用滅菌水の供給を準備します。 18MΩのxセンチ水約500mlで無菌の瓶を埋める、ホットプレート上の場所は、オフキャップで5分間沸騰し、ホットプレートのオフ瓶を取り、容器上に配置されただけで締め付けられていない蓋を冷まします。冷蔵庫に保管し、毎月または必要なときに新規供給を準備します。 </li></ol>マイカ基板を用意する2。 <ol><li> （適切なサイズに基板をカットはさみ1件センチ×1cmの正方形）。マイカは、薄くて脆いです。あるいは、切断を必要としない円盤状でマイカを購入。 </li><li>両面テープを使用して、雲母を切断。マイカは、イオンをインターカレーションにより分離さ鉱物の層で構成された両面テープに貼り付けたときに、それぞれの層が剥離することができる。18 <ol><li>それはテープにしっかりと接着されているを確認して、まだテープディスペンサーで両面テープでマイカの正方形を配置します。慎重マイカとテープ間のピンセットをスライドさせて、一番上の層を除去し、テープ上に残ることになります。すぐに除去した後、マイカ広場は、そのクリーンな側が下向きになります。コンテナに格納する前に、雲母をひっくり返していることを確認してください。 </li><li>ほとんどのトップ層と十分な洗浄の完全な除去を確実にするために、この3〜4回繰り返します。 </li></ol></li><li>あるいは、両面テープの切れ端で、容器やテーブルトップにマイカを接着し、sに二枚を使用にダニと最マイカ層を剥がします。別の方法は、DNAを堆積し、すすぎとによるサポートへの第2の接着に困難なサンプルを乾燥させることができるが、マイカが正しく、どちらの場合にも消去されます。 </li></ol>マイカ3.堆積DNA折り紙<ol><li>簡単に言えば、溶液中のナノ構造の均一な分散を確実にするためにボルテックスミキサーを用いてDNA折り紙のバイアルを混ぜます。 </li><li>ピペットピペットチップが基板に接触しないことを確実にマイカ上に溶液4μL、。十分なカバレッジを確保するために、約10分間、マイカ上のDNA折り紙を残します。堆積時間は、所望の被覆率と同様に使用するDNA折り紙の濃度（ 図2及び3）に応じて変化します。 <ol><li>シンクまたは他の液体の容器の上に100μlの滅菌水を使用して、マイカ基板のオフのDNA折り紙のソリューションを洗い流します。ピンセットを使用して、雲母をピックアップ。に水をピペット基板、ピンセットの先端に向かって落下の流れに。余分な水分を除去するために、鋭い動き下向きにマイカを振ります。水は試料の汚染を回避するために、ピンセットに向かって流れるように直立ピンセットを持ちます。 </li></ol></li><li> 1分間の窒素の定常流（N 2）を用いて基板を乾燥させます。余分な水分が除去されていることを確認します。滅菌水の追加の100μlでリンスを繰り返します。さらに3分間N 2を有する基板を乾燥させます。完全に乾燥した基質は、成功した原子間力顕微鏡（AFM）分析（ 図4）のために必要です。 </li><li>密閉容器にAFMまたはストアを使用して基板を分析します。 </li></ol> 4. CMOS /シリコンクリーニングセットアップ<ol><li>注意：CMOSセットアップを使用する場合は、すべての回で個人用保護具を使用します。試薬は、強酸、強塩基、フッ化水素酸（HF）、およびCA強い酸化剤を含みます試薬は適切に処分されていない場合のn廃溶剤と反応します。以下の安全上の注意事項に従ってください。 <ol><li>家のない他のプロセスやセットアップと化学フード中CMOSベンチ。 </li><li> CMOSベンチを使用した場合、すべての回でニトリル手袋、白衣、安全ゴーグル、大規模な工業ニトリル手袋、スピルエプロン、およびフェースシールドを着用してください。 </li><li>溶液を調製したときの二次格納容器などのプラスチックタブを使用します。 </li><li>濃縮されたHFを処理するためのビーカーを測定する不活性フッ素化ポリマーを使用してください。 </li><li>任意の皮膚の露出のための応急処置として、グルコン酸カルシウム軟膏を使用できるようにします。 </li><li>唯一の適切な訓練を受けた担当者が処理を行うことができます。 </li><li>常にラボの他のメンバーは、緊急の場合に存在することを確認します。 </li><li>フードの近くにある全ての化学物質のMSDS情報を保管してください。 </li><li>機関のか、同社の化学物質流出と露光政策に精通していること。 注：HFは容易に皮膚に浸透と暴露が発生した場合、骨や損傷神経に影響を与える、カルシウム捕捉剤です。濃縮フッ酸の数ミリリットルの皮膚暴露は危険でさえ致命的なことができます。露出が発生しないようにするために必要な対策を確立します。 </li></ol></li><li>独立したホットプレート上の別の250mlのガラスビーカーにRCA1及びRCA2を実行します。各ビーカーには、攪拌棒を含むべきです。攪拌棒が電球に強打しないようにクランプされた温度計を用いて溶液の温度を監視します。蒸発濃縮の影響を軽減するために時計のガラスを使用して、ビーカーをカバーしています。 </li><li> RCA1準備<ol><li>測定ビーカーを用いて指定RCA1ビーカーに18MΩのxセンチ50mlの水を置きます。 </li><li>ビーカーに濃水酸化アンモニウム15mlの（NH 4 OH）を加えます。水25mlで測定ビーカーをすすぎ、RCA1ビーカーにすすぎ水を追加します。 </li><li>ホットプレート上で加熱し、攪拌機の電源を入れ、70℃にRCA1浴をもたらします。 </lI&gt; <li> RCA1ビーカーに30％過酸化水素（H 2 O 2）を15mlを加えます。 H 2 O 2を添加された後、1時間以内にRCA1ソリューションを使用してください。過酸化物の15mlを浴にたびに追加される場合、浴は三日の期間内で複数回使用することができます。 </li><li>水で十分に測定ビーカーをすすぎ、適切なRCA1の廃棄ボトルにリンスを捨てます。 </li></ol></li><li> RCA2準備<ol><li>十分にすすぎ測定ビーカーを用いて指定RCA2のビーカーに18MΩのxセンチ水70mlを追加します。 </li><li>濃縮された塩酸（HCl）の15ミリリットルを追加します。 20mlの水で測定ビーカーをすすぎ、RCA2ビーカーに追加します。 </li><li>溶液を70℃に達するまで、ホットプレートの熱と撹拌速度を向上させます。 </li><li> 30％H 2 O 2を15mlを加えます。 RCA1浴と同様に、H 2 O 2を添加してから1時間以内に、このソリューションを使用します。さらに、バスH 2 O 2 15mlを各使用の前に追加された場合は三日の期間内に複数回再使用することができます。 </li></ol></li><li> HF溶液の調製<ol><li>不活性のフッ素化ポリマーのビーカーに50mlの水を置きます。 </li><li>メジャービーカーを測定するプラスチック中濃フッ酸（49％）の4ミリリットルと不活性フッ素化ポリマーのビーカーに追加します。 </li><li> HFビーカーにすすぎ水を加え、50mlの水の合計でビーカーを測定するプラスチックを洗浄します。水で十分に測定ビーカーを洗浄し、指定されたHFの廃棄物容器に洗浄液を廃棄します。 </li></ol></li></ol> 5.シリコン基板の準備とクリーニング<ol><li>チップにシリコンウェーハを切断<ol><li>シリコンウエハの平坦な研磨面に垂直と平行格子方向を特定します。これらの方向は、切断正方形を容易にするために使用されます。以下の手順は、cleavに関係します&lt;110&gt;のシリコンをると、他の結晶方位に適していないかもしれません。 </li><li>例えば、ナプキンのような柔らかい表面にシリコンウエハ研磨側を上向きにして、配置します。主なフラットエッジに沿ったウエハの底部は、ダイヤモンド先端付きスクライブペンを静かにニックの使用します。ニックの下に、このようなクリップとして、小さなワイヤーを置き、静かにニックのいずれかの側に指やピンセットを置き、押し下げてウエハに圧力を加えます。これを行うと、自然劈開方向の結晶格子線に沿って半分にウェハを分離します。 </li><li>別のナプキンで、鉛筆と定規で、上部とナプキンの底部の両方にドットをマークすることによって、正方形の所望の幅を測定します。直線でこれらのドットを接続します。これがあっても正方形の指針となります。 </li><li>ウエハの一方はエッジ最初に測定線との間の線に対してフラッシュナプキンのを半分にして、新たにPIEC垂直壊れステップ5.1.2で繰り返し配置しますESは現在、切断された四角形の幅にする必要があります。ナプキンに水平にウエハを入れます。垂直線の間に配置し、ステップ5.1.2の処理を繰り返します。 </li><li>傷つけないように、DI水で満たされた清浄なバイアルに、新たに切断されたウエハチップを保管してください。シリコンチップは無期限に保存することができますが、実験を開始する前に洗浄する必要があります。 </li></ol></li><li>シリコンのCMOSクリーニング<ol><li> RCA1溶液は、適切な温度に達したとき、酸素の気泡​​がチップとビーカーの壁に形成される。2 &quot;直径の不活性のフッ素化ポリマーのバスケットを使用して溶液中に10 1センチメートルX 1cmのシリコンチップ8個を沈める場合なし泡立ちは、H 2 O 2が劣化する、発生します。一緒に粘着するチップを保つために上下に数分ごとにバスケットを攪拌し、10〜20分間、溶液中のチップを残します。 </li><li>シリコンチップを含むバスケットを持ち上げ、よく排水します。 Tの上にバスケットを移動しますと廃棄物のビーカーO 18MΩのxセンチ水で十分に洗い流してください。洗浄ビーカーに浸し、軽く引くとアップダウンの20秒間。バスケットを排出し、廃棄物のビーカーに水で十分に洗い流してください。指定RCA1の廃液ボトルに廃棄物のビーカーを空にし、水で補充します。 </li><li> RCA1洗浄が完了した後、10〜20秒1:50 HFビーカーにバスケットを置きます。チップとHFを混合し、穏やかに上下運動を使用してください。 HFは完全に離れて排出させるためにダンクバケツを持ち上げます。 注：チップ表面は、疎水性であるべきです。水がチップを濡らし、その代わりに、高い接触角を有する液滴を形成しません。これは、酸化ケイ素がエッチング除去され、チップは、現在のSi-H結合によって終端されていることを示します。 </li><li>洗浄ビーカーを置き、プラスチック製の浴槽でビーカーをすすぎ、すすぎビーカーの上にバスケットを移動し、18MΩのx cmの水で洗い流してください。洗濯ビーカーにバスケットを水没し、20秒間攪拌します。 </li><li>第2のドレインとrinsを完了18MΩのxセンチ水と電子サイクル。すすぎビーカーに洗浄水をダンプし、水で洗浄ビーカーを補充します。指定されたプラスチック製のHF廃液ボトルの中に、すべての廃棄物を注ぎます。 </li><li> RCA2溶液は、適切な温度に達したときに、バスケットを使用して溶液中のシリコンチップを浸します。 10〜20分間、溶液中に残します。チップは現在、原因薄い（1-2 nm）の酸化膜の成長に親水性となります。 </li><li>適切な時間後に削除し、RCA1と同様のすすぎの手順に従ってください。適切なRCA2の廃棄物容器に廃棄物を処分します。プラスチックピンセットでバスケットから各チップを取り除くには、水ですすぎ、窒素でブロー乾燥。 </li><li>プラスチックウェハボックスまたは18MΩのxセンチメートルの水のバイアルに保管チップ。洗浄後約3日間水に保存した場合、シリコンはきれい残ります。作業領域が適切にクリーンアップされ、CMOSの手袋の外側を洗浄されていることを確認します。 CMを残します乾燥するフードでOSの手袋。 </li></ol></li></ol> 6. APTES官能シリコン上のDNA折り紙の堆積<ol><li>シリコン上に自己組織化単分子膜の形成<ol><li>開口部の前に室温に温まるAPTES。ボトルは寒すぎる場合は、結露が保存中にAPTESの加水分解を引き起こし、発生することがあります。 18MΩのxセンチメートルの水の1,980μLと混合するクリーンシンチレーションバイアルおよび渦にAPTESの20μlを添加します。すぐにこのソリューションを使用してください。 </li><li>シンチレーションバイアルで洗浄されたシリコンチップの反射側を上向きにして置き、それをキャップし、20分間放置します。ピンセットを使用してチップを取り外し、水200μLとN 2流で1分間乾燥してすすいでください。 </li></ol></li><li> APTES官能シリコン上のDNA折り紙を堆積 注：官能シリコン上のDNA折り紙を堆積するための手順は、雲母上に堆積させるためのものと同様です。 <ol><li>簡単に説明すると、溶液のDNA折り紙バイアルピペット4μLを混ぜますシリコン基板上に。必要に応じて、官能シリコンはマイカ基板よりも疎水性であるように、基板全体をカバーするために使用されるDNA折り紙溶液の体積を増加させます。ダウン堆積溶液を押して、長い堆積中の蒸発を防ぐために、カバーガラスを使用してください。 </li><li>解決策は（表面被覆率の時間と濃度の影響を図2と図3を参照）を使用濃度およびカバレッジ希望のために必要な時間の量放置。滅菌18MΩのxセンチ水100μlで基板を洗浄し、1分間N 2で乾燥させます。 </li><li>滅菌水の追加の100μlでリンス繰り返して、N 2で3分間基板を乾燥させます。 </li><li>さらに実験やイメージングを行うことができるようになるまでクリーン容器にサンプルを保管してください。サンプルは、どのようにムーに応じてストレージの約1〜2週間後に、微粒子の蓄積を示し始めますCHそれらが処理されます。 </li></ol></li></ol> DNA折り紙試料の7 AFMイメージングと画像解析<ol><li>画像化目的のために空気中のタッピングモードでAFMを使用してください。モードをタップすると、最小限の力がコンタクトモードと比較して、脆弱なナノ構造体に適用されることを保証します。 注：イメージングパラメータは、機器に依存することになります。提示されたすべての画像は、マルチモードナノスコープIIIa族を使用して捕捉しました。 </li><li>非接触/金反射コーティングと、空気中のタッピングモードAFMのためのプローブ、〜300 kHzでの共振周波数（公称）を選択し、40 N / mでの定数を強制し、先端半径&lt;10 nmの。 </li><li>プロセスとナノスコープ解析ソフトウェアを使用してAFM画像を分析します。 ImageJのを使用してカバレッジ計算を実行します。19 </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

一貫して理想的な結果を達成するために強調される必要があるいくつかのステップがあります。マイカサンプルについては、厳格かつ徹底的なすすぎ以下と政権を乾燥させる、ステップ3.3および3.4​​のように、個々のDNA折り紙の高品質の画像が代表的な結果のセクションで説明し、様々な問題もなく、AFMを用いて達成することができるようになります。シリコン試料のための主要な重要性?...

まず、2006年に導入され、DNAの折り紙は、設計可能と高秩序 ​​ナノ構造を生成するためにDNAオリゴヌクレオチドの自己集合の性質を利用しています。1構造の無数の報告されており、スマイリーの範囲は、3次元ボックスをラッチするために直面している。2 DNA折り紙を官能化することができます様々な生体分子やナノ構造で、研究ナノエレクトロニクスへの応用、医学、量子コンピューティングを生じさせる。3しかし、解析、多くの将来のアプリケーションだけでなく、構造設計上だけでなく、表面へのDNA折り紙のナノ構造の接着性に依存しています。マイカ、官能シリコン酸化：この原稿に記載された方法は、基板の2つのタイプの上のDNA折り紙の試料の調製に関連しています。 マイカは、0.02 nmで±0.37 nmでの層の高さで、原子レベルで平坦であるため、DNA折り紙の研究のために選択される基板である。4また、EASですILY試料調製及び原子間力顕微鏡（AFM）研究が単純な作り、清掃。白雲母は、各切断面におけるカリウムの高い密度を含むが、ときに、水中のこれらのイオンは、雲母表面から離れて拡散します。マイカ基板にDNA折り紙の結合を媒介するためにはMg 2+雲母の負の電荷を逆転させ、静電的に基板（ 図1A）のDNAのリン酸骨格に結合するために使用される。アニーリングしたDNAの5混合物を大型の存在下でMg 2+を -末端表面へのDNA折り紙の付着が一本鎖オリゴヌクレオチド（ステープルストランド）の密着性よりもはるかに強力であるため、ステープルストランドの行き過ぎは、雲母に高いカバレッジと良好な画像を与えます。のNi 2+及びCo 2+などの他の正に荷電したイオンは、雲母上のDNAの付着を制御するために用いることができる。6,7のadhEを媒介することができる溶液中の一価および二価陽イオンの濃度を変化させますDNA折り紙のシオンと表面拡散速度。8しかし、折り紙を雲母基板を用意し、堆積し、すすぎのためのプロトコルは、多くの場合、明示的に公表された原稿に記載されていない。9明確なプロトコルがなければ、再現性のある結果を得ることが困難であることができます。 マイカは、絶縁体であるため、ナノエレクトロニクスにおけるいくつかの用途のための基質として適していません。薄い自然酸化物で不動態化シリコンは、入力/出力構造及び地形を作成する前の相補型金属酸化膜半導体（CMOS）プロセスとの適合性などの望ましい電気特性を有します。空気中に格納されたシリコンウェーハは厚い熱酸化膜や高微粒子数と、比較的汚れている薄い自然酸化膜のいずれかで不動態化されています。シリコン酸化物は、雲母よりもはるかに低い表面電荷密度を有し、電荷密度は、酸化物の調製および履歴に大きく依存します。マグネシウムのイオン濃度は、ABO150 mMのは、長方形のDNA折り紙の（4個/μm2まで）の良好な被覆率は、酸素プラズマ処理したシリコン基板上に達成することができまし。しかし、この濃度とカバレッジが使用されているナノ構造のサイズ及び設計に応じて変更することができる。10表面電荷を調整するための別のプロトコルには、3-アミノプロピルトリエトキシシラン（APTES）のカチオン性の自己組織化単分子膜（ 図1B）を取り付けることです酸化物。 APTESで第一級アミンは、基板の電荷および疎水性を変更する、9以下のpH値でプロトン化することができる。うまく堆積するAPTESの完全な単分子層11、シリコンが適切にアメリカのラジオ·コーポレーション（RCA）プロトコルを使用して洗浄されなければなりません。これらのプロトコルは、有機残留物及び粒子汚染物を除去するための水酸化アンモニウム及び過酸化水素溶液（RCA1）での治療を含みます。フッ酸水溶液中の短いエッチングはと一緒に自然酸化膜を除去します酸化物に付着する任意のイオン性汚染物。最後に、サンプルは、金属及びイオン性汚染物を除去し、薄く均一な酸化物層を形成するために塩酸と過酸化水素水溶液（RCA2）にさらされている。12ほとんどのクリーンルームを用いることができるかについての厳格な規則で、CMOS洗浄プロトコルのフードを指定していますこれらの分野で。一般的な問題はmidbandgapトラップを作成することにより、CMOS構造の電気的特性を破壊することができナトリウムなどのイオンの形で付属しています。一般的に、DNA折り紙の準備および堆積バッファに使用される13イオンはCMOS浴を汚染し、使用して他の研究者のための問題を引き起こす可能性クリーンルーム。このような理由から、私たちのグループは、ベンチのクリーニング「汚い」CMOSは、DNA折り紙の研究のために使用される小型のサンプルのために特別に配置された使用しています。このプロセスは、従来のクリーンルームのセットアップに良い代替であり、クリーンルームCMOSベンチへのアクセスを持っていない研究室に適しています。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Eppendorf epT.I.P.S. Reloads, capacity 2-200 &#956;L&#160;</td>
			<td>VWR International, LLC</td>
			<td>22491733</td>
			<td>10 reload tray of 96 tips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge Tubes, Polypropylene</td>
			<td>VWR International, LLC</td>
			<td>87003-290</td>
			<td>0.65 mL, natural</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Research Plus Pippete - Single Channel - 20-200 &#956;L</td>
			<td>A. Daigger &#38; Company, Inc.</td>
			<td>EF8960F-3120000054 EACH</td>
			<td>Adjustable Volume</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Research Plus Pippete - Single Channel - 2-20 &#956;L</td>
			<td>A. Daigger &#38; Company, Inc.</td>
			<td>EF8960D-3120000038 EACH</td>
			<td>Adjustable Volume</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scotch 237 Permanent Double-Sided Tape</td>
			<td>Office Depot, Inc.</td>
			<td>602710</td>
			<td>3/4&#34; x 300&#34;, Pack of 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex Mixer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>M37610-33Q</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wafer container single, 2&#34; (50 mm), 60 mm x 11 mm</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>64917-2</td>
			<td>6 per pack</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6&#34; Wafer, P-type, &#60;100&#62; orientation, w/ primary flat</td>
			<td>Nova Electronic Materials, Ltd.</td>
			<td>GC49266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powder-Free Nitrile Examination Gloves</td>
			<td>VWR International, LLC</td>
			<td>82062-428</td>
			<td>Catalog number is for size large</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Accuracy Noncontact probes with Au reflective coating</td>
			<td>K-Tek Nanotechnology, Inc.</td>
			<td>HA_NC/15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclave Pan</td>
			<td>A. Daigger &#38; Company, Inc.</td>
			<td>NAL692-5000 EF25341C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sol-Vex II Aggressive Gloves, Size: 9-9.5; 15 mil, 13 inch - 1 dz</td>
			<td>Spectrum Chemical Mfg. Corp.</td>
			<td>106-15055</td>
			<td>Before use, rinse with water and scrub together until no bubbles form on the gloves.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers PTFE 200 mm Square</td>
			<td>Dynalon Corp.</td>
			<td>316504-0002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Muscovite Mica Sheets V-5 Quality</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>71850-01</td>
			<td>10 per pack</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mica Disc, 10 mm</td>
			<td>Ted Pella, Inc</td>
			<td>50</td>
			<td>Mica discs are optional</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scriber Diamon Pen for Glassware</td>
			<td>VWR International, LLC</td>
			<td>52865-005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scintillation Vials, Borosilicate Glass, with Screw Cap - 20 mL</td>
			<td>VWR International, LLC</td>
			<td>66022-060</td>
			<td>Case of 500, with attached polypropylene cap and pulp foil liner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4 x 5 Inch Top PC-200 Hot Plate, 120 V/60 Hz</td>
			<td>Dot Scientific, Inc.</td>
			<td>6759-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight-Sided Glass Jars, Wide Mouth</td>
			<td>VWR International, LLC</td>
			<td>89043-554</td>
			<td>Case of 254, caps with pulp/vinyl liner attached</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standar-Grade Glass Beaker, 250 mL Capacity</td>
			<td>VWR International, LLC</td>
			<td>173506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beakers, PTFE</td>
			<td>VWR International, LLC</td>
			<td>89026-022</td>
			<td>For use with HF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shallow form watch glass, 3&#34;</td>
			<td>VWR International, LLC</td>
			<td>66112-107</td>
			<td>Case of 12</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Storage Container</td>
			<td>VWR International, LLC</td>
			<td>470195-354</td>
			<td>For secondary container</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>General-Purpose Liquid-In-Glass Thermometers</td>
			<td>VWR International, LLC</td>
			<td>89095-564</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High precision and ultra fine tweezers</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>78310-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate Faceshield</td>
			<td>Fisher Scientific, Inc.</td>
			<td>18-999-4542</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neoprene Apron</td>
			<td>Fisher Scientific, Inc.</td>
			<td>19-810-609</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Gluconate, Calgonate</td>
			<td>W.W Grainger, Inc.</td>
			<td>13W861</td>
			<td>Tube, 25 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen Peroxide 30 % CR ACS 500 mL</td>
			<td>Fisher Scientific, Inc.</td>
			<td>H325 500</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-Aminopropyltriethoxysilane</td>
			<td>Gelest Inc.</td>
			<td>SIA0610.0-25GM</td>
			<td>Let warm to room temperature before use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium hydroxide, 2.5 L</td>
			<td>Fisher Scientific, Inc.</td>
			<td>A669-212</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>Fisher Scientific, Inc.</td>
			<td>A144-212</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrofluoric acid</td>
			<td>Fisher Scientific, Inc.</td>
			<td>A147-1LB</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MultiMode Nanoscope IIIa</td>
			<td>Veeco Instruments, Inc.</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Any AFM capable of tapping mode is suitable for analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dunk basket</td>
			<td>Made in lab</td>
			<td>Made in lab</td>
			<td>The dunk basket was made using the bottom of a PTFE bottle with holes drilled in, PTFE handle, and all PTFE screws.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of mica and silicon substrates for dna origami analysis and experimentation

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of these applications require interaction with and adhesion of DNA nanostructures to a substrate. Due to its atomically flat and easily cleaned nature, mica has been the substrate of choice for DNA origami experiments. However, the practical applications of mica are relatively limited compared to those of semiconductor substrates. For this reason, a straightforward, stable, and repeatable process for DNA origami adhesion on derivatized silicon oxide is presented here. To promote the adhesion of DNA nanostructures to silicon oxide surface, a self-assembled monolayer of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) is deposited from an aqueous solution that is compatible with many photoresists. The substrate must be cleaned of all organic and metal contaminants using Radio Corporation of America (RCA) cleaning processes and the native oxide layer must be etched to ensure a flat, functionalizable surface. Cleanrooms are equipped with facilities for silicon cleaning, however many components of DNA origami buffers and solutions are often not allowed in them due to contamination concerns. This manuscript describes the set-up and protocol for in-lab, small-scale silicon cleaning for researchers who do not have access to a cleanroom or would like to incorporate processes that could cause contamination of a cleanroom CMOS clean bench. Additionally, variables for regulating coverage are discussed and how to recognize and avoid common sample preparation problems is described.

二つの変数は、基板上のDNA折り紙の適用範囲を決定する：溶液濃度と露光時間。吸着マイカ上のDNA折り紙の特性および官能シリコン酸化APTESは、以前に報告されている。13を堆積溶液と雲母の最終被覆量でDNA折り紙の濃度との関係は、増加する濃度の結果を示し、 表1および図2に要約されています増加した報道で。結合の時間依存性を図3に見られ...

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Preparation of Mica and Silicon Substrates for DNA Origami Analysis and Experimentation

Reproducible cleaning processes for substrates used in DNA origami research are described, including bench-top RCA cleaning and derivatization of silicon oxide. Protocols for surface preparation, DNA origami deposition, drying parameters, and simple experimental set-ups are illustrated.

DNA折り紙解析と実験のためのマイカとシリコン基板の作製

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of ...

preparation-mica-silicon-substrates-for-dna-origami-analysis

Research

JoVE Journal

Chemistry

14.2K ビュー.  University of Notre Dame. Reproducible cleaning processes for substrates used in DNA origami research are described, including bench-top RCA cleaning and derivatization of silicon oxide. Protocols for surface preparation, DNA origami deposition, drying parameters, and simple experimental set-ups are illustrated.

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Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two dimensional (2D) structures. These technologies are mature, offer high precision and many of them can be implemented in a high-throughput manner. We leverage the advantages of planar lithography and combine them with self-folding methods1-20 wherein physical forces derived from surface tension or residual stress, are used to curve or fold planar structures into three dimensional (3D) structures. In doing so, we make it possible to mass produce precisely patterned static and reconfigurable particles that are challenging to synthesize.
In this paper, we detail visualized experimental protocols to create patterned particles, notably, (a) permanently bonded, hollow, polyhedra that self-assemble and self-seal due to the minimization of surface energy of liquefied hinges21-23 and (b) grippers that self-fold due to residual stress powered hinges24,25. The specific protocol described can be used to create particles with overall sizes ranging from the micrometer to the centimeter length scales. Further, arbitrary patterns can be defined on the surfaces of the particles of importance in colloidal science, electronics, optics and medicine. More generally, the concept of self-assembling mechanically rigid particles with self-sealing hinges is applicable, with some process modifications, to the creation of particles at even smaller, 100 nm length scales22, 26 and with a range of materials including metals21, semiconductors9 and polymers27. With respect to residual stress powered actuation of reconfigurable grasping devices, our specific protocol utilizes chromium hinges of relevance to devices with sizes ranging from 100 &mu;m to 2.5 mm. However, more generally, the concept of such tether-free residual stress powered actuation can be used with alternate high-stress materials such as heteroepitaxially deposited semiconductor films5,7 to possibly create even smaller nanoscale grasping devices.

We describe experimental details of the synthesis of patterned and reconfigurable particles from two dimensional (2D) precursors. This methodology can be used to create particles in a variety of shapes including polyhedra and grasping devices at length scales ranging from the micro to centimeter scale.

折り紙インスパイアパターン化され、再構成可能な粒子の自己組織化

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two ...

化学

Isolation and Preparation of Bacterial Cell Walls for Compositional Analysis by Ultra Performance Liquid Chromatography

The bacterial cell wall is critical for the determination of cell shape during growth and division, and maintains the mechanical integrity of cells in the face of turgor pressures several atmospheres in magnitude. Across the diverse shapes and sizes of the bacterial kingdom, the cell wall is composed of peptidoglycan, a macromolecular network of sugar strands crosslinked by short peptides. Peptidoglycan&#8217;s central importance to bacterial physiology underlies its use as an antibiotic target and has motivated genetic, structural, and cell biological studies of how it is robustly assembled during growth and division. Nonetheless, extensive investigations are still required to fully characterize the key enzymatic activities in peptidoglycan synthesis and the chemical composition of bacterial cell walls. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) is a powerful analytical method for quantifying differences in the chemical composition of the walls of bacteria grown under a variety of environmental and genetic conditions, but its throughput is often limited. Here, we present a straightforward procedure for the isolation and preparation of bacterial cell walls for biological analyses of peptidoglycan via HPLC and Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC), an extension of HPLC that utilizes pumps to deliver ultra-high pressures of up to 15,000 psi, compared with 6,000 psi for HPLC. In combination with the preparation of bacterial cell walls presented here, the low-volume sample injectors, detectors with high sampling rates, smaller sample volumes, and shorter run times of UPLC will enable high resolution and throughput for novel discoveries of peptidoglycan composition and fundamental bacterial cell biology in most biological laboratories with access to an ultracentrifuge and UPLC.

The bacterial cell wall is composed of peptidoglycan, a macromolecular network of sugar strands crosslinked by peptides. Ultra Performance Liquid Chromatography provides high resolution and throughput for novel discoveries of peptidoglycan composition. We present a procedure for the isolation of cell walls (sacculi) and their subsequent preparation for analysis via UPLC.

超高性能液体クロマトグラフィーによる組成解析のための細菌細胞壁の分離と調製

The bacterial cell wall is critical for the determination of cell shape during growth and division, and maintains the mechanical integrity of cells in the ...

Folding and Characterization of a Bio-responsive Robot from DNA Origami

The DNA nanorobot is a hollow hexagonal nanometric device, designed to open in response to specific stimuli and present cargo sequestered inside. Both stimuli and cargo can be tailored according to specific needs. Here we describe the DNA nanorobot fabrication protocol, with the use of the DNA origami technique. The procedure initiates by mixing short single-strand DNA staples into a stock mixture which is then added to a long, circular, single-strand DNA scaffold in presence of a folding buffer. A standard thermo cycler is programmed to gradually lower the mixing reaction temperature to facilitate the staples-to-scaffold annealing, which is the guiding force behind the folding of the nanorobot. Once the 60 hr folding reaction is complete, excess staples are discarded using a centrifugal filter, followed by visualization via agarose-gel electrophoresis (AGE). Finally, successful fabrication of the nanorobot is verified by transmission electron microscopy (TEM), with the use of uranyl-formate as negative stain.

DNA origami is a powerful method for fabricating precise nanoscale objects by programming the self-assembly of DNA molecules. Here we describe a protocol for the folding of a bio-responsive robot from DNA origami, its purification and negative staining for transmission electron microscopic imaging (TEM).

DNA折り紙からバイオ応答ロボットの折りたたみとキャラクタリゼーション

The DNA nanorobot is a hollow hexagonal nanometric device, designed to open in response to specific stimuli and present cargo sequestered inside. Both ...

Preparation of Macroporous Epitaxial Quartz Films on Silicon by Chemical Solution Deposition

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step process based on the preparation of a sol in a one-pot synthesis which is followed by the deposition of a gel film on Si(100) substrates by evaporation induced self-assembly using the dip-coating technique and ends with a thermal treatment of the material to induce the gel crystallization and the growth of the quartz film. The formation of a silica gel is based on the reaction of a tetraethyl orthosilicate and water, catalyzed by HCl, in ethanol. However, the solution contains two additional components that are essential for preparing mesoporous epitaxial quartz films from these silica gels dip-coated on Si. Alkaline earth ions, like Sr2+ act as glass melting agents that facilitate the crystallization of silica and in combination with cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) amphiphilic template form a phase separation responsible of the macroporosity of the films. The good matching between the quartz and silicon cell parameters is also essential in the stabilization of quartz over other SiO2 polymorphs and is at the origin of the epitaxial growth.

A protocol is presented for the preparation of piezoelectric macroporous epitaxial films of quartz on silicon by solution chemistry using dip-coating and thermal treatments in air.

化学溶液法によるシリコン上のマクロポーラスエピタキシャル石英薄膜の作製

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step ...

Gene-therapy Inspired Polycation Coating for Protection of DNA Origami Nanostructures

DNA origami nanostructures hold an immense potential to be used for biological and medical applications. However, low-salt conditions and nucleases in physiological fluids induce denaturation and degradation of self-assembled DNA nanostructures. In non-viral gene delivery, enzymatic degradation of DNA is overcome by the encapsulation of the negatively charged DNA in a cationic shell. Herein, inspired by gene delivery advancements, a simple, one-step and robust methodology is presented for the stabilization of DNA origami nanostructures by coating them with chitosan and linear polyethyleneimine. The polycation coating efficiently protects DNA origami nanostructures in Mg-depleted and nuclease-rich media. This method also preserves the full addressability of enzyme- and aptamer-based functionalization of DNA nanostructures.

Here, a protocol for the protection of DNA origami nanostructures in Mg-depleted and nuclease-rich media using natural cationic polysaccharide chitosan and synthetic linear polyethyleneimine (LPEI) coatings is presented.

遺伝子療法ポリカチオン コーティングに影響を与えた DNA 折り紙ナノ構造体の保護

DNA origami nanostructures hold an immense potential to be used for biological and medical applications. However, low-salt conditions and nucleases in ...

Assembly of Gold Nanorods into Chiral Plasmonic Metamolecules Using DNA Origami Templates

The inherent addressability of DNA origami structures makes them ideal templates for the arrangement of metal nanoparticles into complex plasmonic nanostructures. The high spatial precision of a DNA origami-templated assembly allows controlling the coupling between plasmonic resonances of individual particles and enables tailoring optical properties of the constructed nanostructures. Recently, chiral plasmonic systems attracted a lot of attention due to the strong correlation between the spatial configuration of plasmonic assemblies and their optical responses (e.g., circular dichroism [CD]). In this protocol, we describe the whole workflow for the generation of DNA origami-based chiral assemblies of gold nanorods (AuNRs). The protocol includes a detailed description of the design principles and experimental procedures for the fabrication of DNA origami templates, the synthesis of AuNRs, and the assembly of origami-AuNR structures. In addition, the characterization of structures using transmission electron microscopy (TEM) and CD spectroscopy is included. The described protocol is not limited to chiral configurations and can be adapted for the construction of various plasmonic architectures.

We describe the detailed protocol for the DNA origami-based assembly of gold nanorods into chiral plasmonic metamolecules with strong chiroptical responses. The protocol is not limited to chiral configurations and can be easily adapted for the fabrication of various plasmonic architectures.

DNA 折り紙テンプレートを用いたカイラル プラズモニック Metamolecules に金ナノロッドのアセンブリ

The inherent addressability of DNA origami structures makes them ideal templates for the arrangement of metal nanoparticles into complex plasmonic ...

Growth of Gold Dendritic Nanoforests on Titanium Nitride-coated Silicon Substrates

In this study, a high-power impulse magnetron sputtering system is used to coat a flat and firm titanium nitride (TiN) film on silicon (Si) wafers, and a fluoride-assisted galvanic replacement reaction (FAGRR) is employed for the rapid and easy deposition of gold dendritic nanoforests (Au DNFs) on the TiN/Si substrates. Scanning electron microscopy (SEM) images and energy-dispersive X-ray spectroscopy patterns of TiN/Si and Au DNFs/TiN/Si samples validate that the synthesis process is accurately controlled. Under the reaction conditions in this study, the thickness of the Au DNFs increases linearly to 5.10 &#177; 0.20 &#181;m within 15 min of the reaction. Therefore, the employed synthesis procedure is a simple and rapid approach for preparing Au DNFs/TiN/Si composites.

This study presents a feasible procedure for synthesizing gold dendritic nanoforests on titanium nitride/silicon substrates. The thickness of gold dendritic nanoforests increases linearly within 15 min of a synthesis reaction.

窒化チタン被覆シリコン基板上の金樹状 Nanoforests の成長

In this study, a high-power impulse magnetron sputtering system is used to coat a flat and firm titanium nitride (TiN) film on silicon (Si) wafers, and a ...

DNA Origami-Mediated Substrate Nanopatterning of Inorganic Structures for Sensing Applications

Structural DNA nanotechnology provides a viable route for building from the bottom-up using DNA as construction material. The most common DNA nanofabrication technique is called DNA origami, and it allows high-throughput synthesis of accurate and highly versatile structures with nanometer-level precision. Here, it is shown how the spatial information of DNA origami can be transferred to metallic nanostructures by combining the bottom-up DNA origami with the conventionally used top-down lithography approaches. This allows fabrication of billions of tiny nanostructures in one step onto selected substrates. The method is demonstrated using bowtie DNA origami to create metallic bowtie-shaped antenna structures on silicon nitride or sapphire substrates. The method relies on the selective growth of a silicon oxide layer on top of the origami deposition substrate, thus resulting in a patterning mask for following lithographic steps. These nanostructure-equipped surfaces can be further used as molecular sensors (e.g., surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS)) and in various other optical applications at the visible wavelength range owing to the small feature sizes (sub-10 nm). The technique can be extended to other materials through methodological modifications; therefore, the resulting optically active surfaces may find use in development of metamaterials and metasurfaces.

Here, we describe a protocol to create discrete and accurate inorganic nanostructures on substrates using DNA origami shapes as guiding templates. The method is demonstrated by creating plasmonic gold bowtie-shaped antennas on a transparent substrate (sapphire).

センシング用途のための無機構造のDNA折り紙媒介基板ナノパターニング

Structural DNA nanotechnology provides a viable route for building from the bottom-up using DNA as construction material. The most common DNA ...

Preparation of Nanoparticles for ToF-SIMS and XPS Analysis

Nanoparticles have gained increasing attention in recent years due to their potential and application in different fields including medicine, cosmetics, chemistry, and their potential to enable advanced materials. To effectively understand and regulate the physico-chemical properties and potential adverse effects of nanoparticles, validated measurement procedures for the various properties of nanoparticles need to be developed. While procedures for measuring nanoparticle size and size distribution are already established, standardized methods for analysis of their surface chemistry are not yet in place, although the influence of the surface chemistry on nanoparticle properties is undisputed. In particular, storage and preparation of nanoparticles for surface analysis strongly influences the analytical results from various methods, and in order to obtain consistent results, sample preparation must be both optimized and standardized. In this contribution, we present, in detail, some standard procedures for preparing nanoparticles for surface analytics. In principle, nanoparticles can be deposited on a suitable substrate from suspension or as a powder. Silicon (Si) wafers are commonly used as substrate, however, their cleaning is critical to the process. For sample preparation from suspension, we will discuss drop-casting and spin-coating, where not only the cleanliness of the substrate and purity of the suspension but also its concentration play important roles for the success of the preparation methodology. For nanoparticles with sensitive ligand shells or coatings, deposition as powders is more suitable, although this method requires particular care in fixing the sample.

A number of different procedures for preparing nanoparticles for surface analysis are presented (drop casting, spin coating, deposition from powders, and cryofixation). We discuss the challenges, opportunities, and possible applications of each method, particularly regarding the changes in the surface properties caused by the different preparation methods.

ToF-SIMSおよびXPS分析用ナノ粒子の調製

Nanoparticles have gained increasing attention in recent years due to their potential and application in different fields including medicine, cosmetics, ...

プラズモニックDNA折り紙ナノアンテナによる1分子SERS測定

Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Measurements Enabled by Plasmonic DNA Origami Nanoantennas

Surface-enhanced Raman scattering (SERS) has the capability to detect single molecules for which high field enhancement is required. Single-molecule (SM) SERS is able to provide molecule-specific spectroscopic information about individual molecules and therefore yields more detailed chemical information than other SM detection techniques. At the same time, there is the potential to unravel information from SM measurements that remain hidden in Raman measurements of bulk material. This protocol outlines the SM SERS measurements using a DNA origami nanoantenna (DONA) in combination with atomic force microscopy (AFM) and Raman spectroscopy. A DNA origami fork structure and two gold nanoparticles are combined to form the DONAs, with a 1.2-2.0 nm gap between them. This allows an up to 1011-fold SERS signal enhancement, enabling measurements of single molecules. The protocol further demonstrates the placement of a single analyte molecule in a SERS hot spot, the process of AFM imaging, and the subsequent overlaying of Raman imaging to measure an analyte in a single DONA.

著者スポットライト:プラズモニックDNA折り紙ナノアンテナによる単一分子表面増強ラマン散乱測定  

This protocol demonstrates single-molecule surface-enhanced Raman scattering (SERS) measurements using a DNA origami nanoantenna (DONA) combined with colocalized atomic force microscopy (AFM) and Raman measurements.

プラズモニックDNAオリガミナノアンテナによる1分子表面増強ラマン散乱測定

Surface-enhanced Raman scattering (SERS) has the capability to detect single molecules for which high field enhancement is required. Single-molecule (SM) ...