Este método permite a fabricação de conjuntos plasmônicos quiral tridimensional com fortes respostas quiropticas. A principal vantagem dessa abordagem é que permite a fabricação de nanoestruturas metálicas complexas usando ferramentas de software livremente disponíveis e equipamentos comuns de laboratório de bioquímica. Demonstrando o procedimento será Yike Huang um estudante de pós-graduação e Minh-Kha Nguyen um pós-doutor do meu laboratório.
Use caDNAno para projetar um modelo de origami de DNA. Rote o andaime em fios de grampo de acordo com a forma desejada do modelo. Em seguida, gere as sequências de fios de grampo clicando na ferramenta sequência.
Clique na ferramenta de pintura e marque os fios de grampo que requerem mais modificações. Clique na ferramenta de exportação para exportar as sequências de grampos de DNA para um arquivo CSV. Em seguida, importe o arquivo CSV em um aplicativo de planilha.
Adicione uma sequência de poliadenina no final dos grampos para ser usado como alças para montagem de nanorod de ouro. Modifique os fios de grampo nos locais de bloqueio projetados com sequências de bloqueio. Prepare um estoque de fios básicos, incluindo fios com alças e travas, misturando quantidades iguais de oligonucleotídeos de grampo normalizados.
Em seguida, prepare a mistura de origami conforme detalhado no protocolo de texto. Anneal a mistura no termociclador de 80 graus a 20 graus Celsius. Para um gel de 1%, dissolva um grama de agarose em 100 mililitros de TBE aquecendo a mistura no forno micro-ondas.
Adicione 10 microliters de 10.000X de DNA de acordo com a especificação da mancha. Para minimizar a exposição à luz UV na etapa de extração use uma mancha de DNA que pode ser visualizada sob excitação azul. Funda o gel e incubar por 30 minutos em temperatura ambiente.
Em seguida, coloque a caixa de gel em um banho de água gelada. Adicione o tampão de carga às amostras de origami e carregue as amostras nos poços com um volume adequado de acordo com o cone utilizado. Execute a eletroforese por duas horas a 80 volts.
Imagem do gel com o imager gel. Use um transilluminador de luz azul para visualizar as bandas e cortar a banda de origami. Em seguida, esmague o gel no parafilme e extraia o líquido.
O rendimento de recuperação é de aproximadamente 40% Pipeta o líquido em uma unidade de filtro centrífuga e gire a 3.000 vezes G durante cinco minutos. Meça a absorção da solução de origami em 260 nanômetros com um espectrômetro visível UV. Para preparar os nanorods de ouro, dissolva 0,55 gramas de CTAB e 0,037 gramas de 2, 6-Dihydroxibenómico ácido em 15 mililitros de água morna em um frasco fundo redondo.
Depois de esfriar a solução a 30 graus Celsius, adicione 600 microliters de quatro nitrato de prata mililitro e mexa a 450 RPM por dois minutos. Deixe a solução intacta por 15 minutos a 30 graus Celsius. Em seguida, adicione 15 mililitros de um tetracloroauto de hidrogênio mililitro à solução e mexa a 450 RPM por 15 minutos.
Além disso, adicione 120 microliters de 64 mililitros de ácido L-ascórbico e mexa imediatamente a 1.200 RPM por 30 segundos. Agora, adicione 12 microliters de sementes de ouro e continue mexendo a 1.200 RPM por 30 segundos. Incubar a solução em um banho de água a 30 graus Celsius por 18 horas.
Não perturbe a solução e use uma tampa para fechar o frasco. Transfira a solução resultante para tubos de centrífugas e centrífuga a 9.500 vezes G por 12 minutos a 20 graus Celsius. Descarte o supernatante e disperse a pelota em 20 mililitros de água ultra pura.
Realize mais um passo de centrifugação e, em seguida, disperse a pelota final em três mililitros de água destilada. Estime a concentração de nanorods de ouro a partir de uma medida de absorção visível UV usando o coeficiente de extinção para a ressonância longitudinal plasmon. Misture 150 microliters de 10 nanorods de ouro nanomolar e 40 microliters de 0,5 mililitros de DNA de tiol tratado.
Adicione 1%SDS à solução de nanorod de ouro até que uma concentração final de SDS de 0,05% seja atingida. Ajuste o PH para entre 2,5 e 3 com aproximadamente um microliter de um HCL molar. Incubar por duas horas enquanto treme a 70 RPM.
Adicione cloreto de sódio para alcançar uma concentração final de cloreto de sódio de 0,5 molar e incubar por quatro horas à temperatura ambiente enquanto treme a 70 RPM. Em seguida, ajuste o PH para aproximadamente 8,5 com tampão 10X TBE e incubar durante a noite. Lave os nanorods de ouro de DNA quatro vezes misturando as amostras com um mililitro de tampão de lavagem e centrífuga a 7.000 vezes G por 30 minutos.
Remova o supernatante e resuspenque os nanorods de ouro de DNA no líquido restante. Estime a concentração de nanorods de ouro de DNA de uma medição de absorção visível UV como antes. Adicione cloreto de magnésio à solução de nanorods de ouro de DNA purificados a uma concentração final de 10 mililitros.
Misture os nanorods de ouro de DNA purificados e o origami a uma proporção de 10 para uma e produza a mistura em uma batedeira com um controle de temperatura de 40 graus Celsius a 20 graus Celsius enquanto treme a 400 RPM. Use eletroforese de gel de 0,7% agarose para purificar as estruturas nanorod de ouro origami final. Para a imagem TEM, misture 200 microlitadores de solução formata de 0,75% deuranyl e 1 microliter de cinco hidróxido de sódio molar.
Vórtice imediatamente por dois a três minutos. Centrifugar a solução de manchas por três a quatro minutos a 14.000 vezes G.Em seguida, proteja a mancha da exposição à luz, envolvendo-a em papel alumínio. Após o aumento da hidrofalicidade das redes TEM, conforme descrito no protocolo de texto, a pipeta de cinco microliters cai na grade TEM.
Após uma incubação de cinco a oito minutos, remova a gota tocando suavemente um papel filtro com a borda da grade. Agora, pipeta uma grande gota e uma pequena gota da solução de manchas em um pedaço de parafilm. Coloque a grade na pequena solução de manchas cair e secar imediatamente tocando no papel do filtro com a borda da grade.
Em seguida, coloque-o na grande mancha solução cair por 30 segundos. Mostrado aqui é uma imagem TEM de modelos de dna origami. A estrutura do origami consiste em dois pacotes de hélice de 14 ligados pelo fio do andaime.
Aqui, uma imagem tem representativa de nanorods de ouro é mostrada. As dimensões médias dos nanorods de ouro sintetizados são de 70 por 30 nanômetros. Esta imagem mostra nanorod dimers de ouro em origami após a ressardia.
Devido à sua preferência vinculante às grades TEM, os conjuntos de nanorod de ouro origami são geralmente vistos como feixes e hastes de origami paralelos. O protocolo permite altos rendimentos da montagem de nanorods de ouro em meta-moléculas quirais com fortes respostas de dicromaísmo circular plasmônico. Aqui estão os espectros das estruturas fechadas e das estruturas abertas.
Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para os pesquisadores explorarem propriedades ópticas plasmônicas de complexas nanoestruturas metálicas auto-montadas. Como descrito no protocolo de texto, vários produtos químicos perigosos são usados neste método. Verifique cuidadosamente a ficha de dados de segurança do material e tome as precauções necessárias.
