Verwendung von vertikal ausgerichteten Kohlenstoff-Nanofaser-Arrays auf starren oder flexiblen Substraten zur Abgabe von Biomolekülen und Farbstoffen an Pflanzen

Die Abgabe von Biomolekülen und undurchlässigen Farbstoffen an intakte Pflanzen ist eine große Herausforderung. Nanomaterialien sind aufstrebende Werkzeuge für die Verabreichung von DNA an Pflanzen. So spannend diese neuen Tools auch sind, sie müssen noch auf breiter Basis eingesetzt werden. Nanomaterialien, die auf starrem Substrat (Träger) hergestellt werden, lassen sich besonders schwer erfolgreich auf gekrümmte Pflanzenstrukturen aufbringen. Diese Studie beschreibt den Prozess zur Mikrofabrikation von vertikal ausgerichteten Kohlenstoff-Nanofaser-Arrays und deren Übertragung von einem starren auf ein flexibles Substrat. Wir beschreiben und demonstrieren, wie diese Fasern (entweder auf starren oder flexiblen Substraten) für die transiente Transformation oder die Verabreichung von Farbstoffen (z. B. Fluorescein) an Pflanzen verwendet werden können. Wir zeigen, wie VACNFs von einem starren Siliziumsubstrat auf ein flexibles SU-8-Epoxidsubstrat übertragen werden können, um flexible VACNF-Arrays zu bilden. Um die hydrophobe Natur von SU-8 zu überwinden, wurden die Fasern in der flexiblen Folie mit einer dünnen Siliziumoxidschicht (2-3 nm) beschichtet. Um diese Fasern für die Verabreichung an gekrümmte Pflanzenorgane zu verwenden, geben wir ein 1 μl großes Tröpfchen Farbstoff oder DNA-Lösung auf die Faserseite von VACNF-Folien, warten 10 Minuten, platzieren die Filme auf dem Pflanzenorgan und verwenden einen Tupfer mit einer Rollbewegung, um Fasern in Pflanzenzellen zu treiben. Mit dieser Methode haben wir die Farbstoff- und DNA-Abgabe in Pflanzenorgane mit gekrümmten Oberflächen erreicht.