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Bioengineering

在刚性或柔性基材上使用垂直排列的碳纳米纤维阵列,将生物分子和染料输送到植物

Published: July 21st, 2023

DOI:

10.3791/65602

1Biophysical Sciences, The University of Chicago, 2Molecular Genetics and Cell Biology, The University of Chicago, 3Center for Nanophase Materials Sciences, Oak Ridge National Laboratory, 4Pritzker School of Molecular Engineering, The University of Chicago, 5Biosciences Division, Oak Ridge National Laboratory, 6Department of Chemistry, East Tennessee State University

Abstract

将生物分子和不透水染料输送到完整的植物中是一项重大挑战。纳米材料是将DNA递送至植物的新兴工具。尽管这些新工具令人兴奋,但它们尚未得到广泛应用。在刚性基材(背衬)上制造的纳米材料特别难以成功应用于弯曲的植物结构。本研究描述了微加工垂直排列的碳纳米纤维阵列并将其从刚性基板转移到柔性基板的过程。我们详细介绍并演示了这些纤维(在刚性或柔性基材上)如何用于瞬时转化或染料(例如荧光素)递送至植物。我们展示了如何将 VACNF 从刚性硅衬底转移到柔性 SU-8 环氧树脂衬底以形成柔性 VACNF 阵列。为了克服SU-8的疏水性,柔性薄膜中的纤维涂有一层薄薄的氧化硅层(2-3nm)。为了将这些纤维输送到弯曲的植物器官,我们将 1 μL 染料或 DNA 溶液液滴沉积在 VACNF 薄膜的纤维侧,等待 10 分钟,将薄膜放在植物器官上,并使用滚动运动的拭子将纤维驱动到植物细胞中。通过这种方法,我们已经在具有曲面的植物器官中实现了染料和DNA的递送。

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