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

1. Deney Planlaması ve Materyal Hazırlama <ol><li> Deneylerde kullanılan edilecek olan DNA origami tasarımı, konsantrasyon ve özelliğe belirler. 14-16 Burada / Mg2 + çözeltisi (40 mM Tris-bazlı, 20 mM 1x TAE hazırlanan bir DNA origami dikdörtgen tasarım kullanmak asetik asit, 2 mM EDTA ve 12 mM magnezyum asetat, pH 8.0). 17 </li><li> Tüm ipuçları, tüpler ve kapları Otoklav kullanılacak. Bu malzemeler tüm uyumlu otoklav olmalıdır. </li><li> Durulama için steril su, bir tedarik hazırlayın. 18 M x ​​cm su yaklaşık 500 ml steril kavanoza doldurun, bir ocak yeri, kapalı kapaklı 5 dakika kaynatın ve ocak gözünün kapalı kavanoz almak ve kap yerleştirilir ancak sıkılır değil kapaklı soğumaya bırakın . Buzdolabında saklayın ve yeni bir tedarik her ay ya da gerektiğinde hazırlamak. </li></ol> 2. Mika Substrat hazırlanması <ol><li> Uygun büyüklükte kesim yüzeyler (Makasla 1 cm x 1 cm kareler). Mika ince ve kırılgandır. Seçenek olarak ise, kesme gerektirmez disk şeklinde mika satın. </li><li> Çift taraflı bant kullanarak mika parçalamak. Çift taraflı bant yapıştırılır zaman Mika iyonları intercalating ayrılmış minerallerin katmanlardan oluşur, her bir katman soyulmuş olabilir. 18 <ol><li> Emin bant sıkıca yapıştırılır yapma, şerit dispanser hala çift taraflı bant üzerinde mika kareler yerleştirin. Dikkatle mika ve bant arasındaki cımbız slayt, en üst tabaka kaldırılır ve bant kalır edilecektir. Hemen çıkarılmasından sonra, mika kare onun temiz tarafı aşağı bakacak şekilde olacaktır. Bir kap içinde saklamadan önce mika çevirmek için emin olun. </li><li> En üst tabaka, yeterli temizlik tam olarak çıkarılmasının sağlanması için bu 3-4 kez tekrarlayın. </li></ol></li><li> Alternatif olarak, çift taraflı bant parçası ile bir kap veya masa üstüne mika uymak ve ikinci parça s kullanmakiçin kene ve en üst tabakası mika soyulabilir. Alternatif bir yöntem, DNA biriktirilmesi ve durulama nedeniyle destek ikinci yapışma zor bir numuneyi kurutmak yapsa da mika doğru, her iki durumda da temizlenir. </li></ol> Mica 3. yatırmak DNA Origami <ol><li> Kısaca, çözelti içinde nano dağılımı garanti edilmesi için bir vorteks mikser kullanılarak DNA origami şişe karıştırın. </li><li> Pipet pipet substrat temas etmediğinden sağlamak mika üzerine çözeltinin 4 ul. Yeterli kapsama sağlamak için yaklaşık 10 dakika boyunca mika DNA origami bırakın. depozisyon süresi istenen içerisinde hem de kullanılan DNA origami konsantrasyonu (Şekiller 2 ve 3) bağlı olarak değişecektir. <ol><li> Bir lavabo ya da diğer sıvı priz üzerinden steril su 100 ul kullanarak mika substrat kapalı DNA origami çözüm durulayın. Cımbız kullanarak mika Pick up. Su PipetAlt tabaka, cımbız ucuna doğru damla akışı ile. Fazla suyu çıkarmak için keskin bir hareket aşağıya doğru mika çalkalayın. Su numunesi kirlenmesini önlemek için cımbız doğru akacak şekilde dik cımbız tutun. </li></ol></li><li> 1 dakika boyunca, sabit bir nitrojen akışı (N2) ile alt-tabakanın kurutun. Herhangi bir aşırı su kaldırılır emin olun. Steril su ilave 100 ul ile durulama tekrar edin. Ilave bir 3 dakika boyunca N2 ile alt-tabakanın kurutun. Tamamen kuru substrat başarılı atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) analizi (Şekil 4) için gereklidir. </li><li> Kapalı bir kapta AFM veya mağaza kullanarak alt tabakayı analiz edin. </li></ol> / Silicon Temizlik Seti-up 4. CMOS <ol><li> DİKKAT: CMOS set-up kullanırken, her zaman kişisel koruyucu donanım kullanın. reaktifler, güçlü asitler, güçlü bazlar, hidrofluorik asit (HF) ve ca güçlü oksitleyici maddeler,reaktifler düzgün atılmazsa değilse n atık solventler ile reaksiyona. Aşağıdaki güvenlik önlemlerine uyun: <ol><li> Hiçbir diğer süreçler veya set-up ile kimyasal bir kaput Ev CMOS tezgah. </li><li> CMOS tezgah kullanırken nitril eldiven, laboratuvar önlüğü, güvenlik gözlükleri, büyük sanayi nitril eldiven, bir dökülme önlük ve her zaman bir yüz maskesi takın. </li><li> Çözümler hazırlanır ikincil çevreleme olarak plastik küvetleri kullanın. </li><li> Konsantre HF kullanım için inert bir fluorinatlı bir polimer ölçüm kabı kullanın. </li><li> Herhangi bir cilt maruz kalma ilk yardım olarak kalsiyum glukonat merhem kullanılabilir olun. </li><li> Sadece düzgün eğitimli personel işlemini gerçekleştirmek için izin verir. </li><li> Daima laboratuar başka üyesi acil durumda mevcut olduğundan emin olun. </li><li> Kaput yakınındaki bütün kimyasallar için MSDS bilgi tutun. </li><li> Kurumun ya da şirketin kimyasal sızıntısı ve maruziyet politikaları aşina olun. Not: HF kolayca cilde nüfuzve maruziyet oluşursa kemikleri ve zararlı sinirleri etkileyen, bir kalsiyum çöpçü olduğunu. Konsantre hidroflorik asit bir kaç mililitre dermal maruz tehlikeli ve hatta ölümcül olabilir. Oluşmaz pozlama sağlamak için gerekli tedbirleri oluşturulması. </li></ol></li><li> Ayrı bir ocak üzerinde ayrı bir 250 ml cam kap içinde RCA1 ve rca2 gerçekleştirin. Her bir deney şişesi, bir karıştırma çubuğu içermelidir. Karıştırma çubuğu ampul içine patlama değil bu yüzden kenetlenmiş termometre kullanılarak çözeltinin sıcaklığını izlemek. Buharlaşma etkisini azaltmak için bir saat camını kullanarak beher örtün. </li><li> RCA1 hazırlanması <ol><li> Ölçme kabı kullanılarak belirlenen RCA1 behere 18 M x ​​cm 50 ml su koyun. </li><li> Behere konsantre amonyum hidroksit 15 ml (NH4OH) ekleyin. 25 ml su ile ölçü kabı yıkayın ve RCA1 behere durulama suyunu ekleyin. </li><li> Ocak ısı ve çalkalayıcıyı çalıştırın ve 70 ° C banyo RCA1 getir. </li&gt; <li> RCA1 behere% 30 hidrojen peroksit (O 2H 2) 15 ml ilave edilir. H2O sonra 2 1 saat içinde RCA1 solüsyonu kullanın eklendi. peroksit 15 mi banyosu her zaman ilave edilir, eğer banyosu üç gün aralığı içinde birkaç kez kullanılabilir. </li><li> Su ile iyice durulayın ve ölçüm beher uygun RCA1 atık şişe durulama atın. </li></ol></li><li> Rca2 hazırlanması <ol><li> Iyice durulandı ölçüm kabı kullanılarak belirlenen rca2 behere 18 M x ​​cm su 70 ml ilave edilir. </li><li> Konsantre edilmiş hidroklorik asit (HCI) 15 ml ilave edilir. 20 ml su ile ölçü kabı yıkayın ve rca2 behere ekleyin. </li><li> Isı artışı ve çözüm 70 ° C&#39;yi ulaşana kadar ocak hızını karıştırın. </li><li> % 30 H 2 O 2 15 ml ekleyin. RCA1 banyosu gibi, H 2 O 2 ilave edildiğinde 1 saat içinde bu çözümü kullanmak; Buna ek olarak, küvetH2O 2 15 mi, her kullanımdan önce ilave edilir, eğer üç gün aralığı içinde birkaç kez tekrar edilebilir. </li></ol></li><li> HF Çözüm Hazırlığı <ol><li> Bir atıl, fluorinatlı bir polimer beher 50 ml su koyun. </li><li> Ölçü 4 plastik ölçüm kabı içinde konsantre hidroflorik asit (% 49) ml içinde ve durağan bir fluorinatlı polimer behere ekleyin. </li><li> HF behere durulama su ilave, 50 ml su ile toplam kabı ölçüm plastik durulayın. Su ile iyice ölçüm beher yıkayın ve belirlenmiş bir HF çöp bidonuna yıkamalarda atın. </li></ol></li></ol> 5. hazırlanması ve Silikon Substrat Temizlik <ol><li> Cips içine silikon gofret Kesme <ol><li> Silikon gofret düz cilalı yüzey üzerinde dik ve paralel kafes yön belirleyin. Bu yönde yarılması kareler kolaylaştırmak yardımcı olmak için kullanılır. Aşağıdaki yönergeler klivaj ilgilendirmeyensilikon &lt;110&gt; ing ve diğer kristal yönler için uygun olmayabilir. </li><li> Böyle bir peçete gibi yumuşak bir yüzeye silikon gofret cilalı tarafı-up, yerleştirin. Elmas uçlu kalem kâtip, primer düz kenarı boyunca gofretin nazikçe nick altını kullanma. Nick altında böyle bir ataş olarak, küçük bir tel yerleştirin ve yavaşça nick iki tarafındaki parmak veya cımbız yerleştirerek ve aşağı iterek gofret baskı uygulamak. Bunu yaparsanız, doğal cleave yönünde kristal kafes hattı boyunca ikiye gofret ayıracaktır. </li><li> Başka peçete, bir kalem ve cetvel ile, üst ve peçetenin alt hem noktalar işaretleyerek kareler istenilen genişlik ölçmek. Düz çizgiler ile bu noktalar bağlayın. Bu bile kare şekiller için bir rehber olarak hizmet verecek. </li><li> Yerleştirin gofret bir satır karşı boşaltılan peçete ölçülen çizgiler arasındaki kenar ilk yarıya ve adım 5.1.2 taze piec dik kırık tekrares şimdi bölünmüş kareler genişlikte olmalıdır. Peçetenin yatay gofret açın. Dik çizgiler arasına yerleştirin ve adım 5.1.2 işlemini tekrarlamanız. </li><li> Çizilmemesi için DI su dolu temiz bir şişeye taze bölünmüş gofret cips saklayın. silikon yongaları süresiz muhafaza edilebilir, ancak deneyler başlamadan önce temizlenmelidir. </li></ol></li><li> Silikon CMOS Temizleme <ol><li> RCA1 çözeltisi uygun sıcaklığa ulaştığı zaman,. Oksijen kabarcıkları yongaları ve beher duvarlarda oluşturacaktır. 2 &quot;çapında bir atıl, fluorinatlı bir polimer sepeti kullanılarak çözelti içinde on 1 cm x 1 cm silikon yongaları sekiz daldırın Hayır ise köpüren 2 O 2 bozulmuş H oluşur. birbirine yapışmasını cips tutmak için aşağı her birkaç dakikada bir, 10 ila 20 dakika süreyle çözelti içinde fiş bırakın sepetini yukarı ajitasyon ve. </li><li> Yukarı silikon yongaları içeren sepet kaldırın ve iyice süzün. T üzerinde sepeti getirinve atık beher o 18 M x ​​cm su ile iyice durulayın. Yıkama beher daldırın ve hafifçe aşağı yukarı sallayın 20 sn. Sepet boşaltın ve atık beher üzerinde su ile iyice durulayın. Belirlenmiş bir RCA1 atık şişe içine atık beher boşaltın ve su ile doldurun. </li><li> RCA1 temizleme işlemi tamamlandıktan sonra, 10-20 saniye süre ile 1:50 HF behere sepeti yerleştirin. Cips ve HF karıştırmak için nazik bir yukarı ve aşağı hareket kullanın. HF tamamen uzak boşalmasını sağlamak için dunk kova kaldırın. Not: çip yüzeyleri hidrofobik olmalıdır; Su çip ıslak, ancak bunun yerine, yüksek temas açıları olan damlacıklar meydana olmaz. Bu silikon oksit uzaklıkta kazınmış ve çip artık içeriğinde Si-H bağları ile sona olduğunu gösterir. </li><li> Yıkama behere koyun ve bir plastik küvet beher durulayın, durulama beher üzerine sepet taşımak ve 18 M x ​​cm su ile durulayın. Yıkama beher içine sepeti Batmak ve 20 saniye boyunca ajitasyon. </li><li> İkinci drenaj ve rins tamamlayın18 M x ​​cm su ile e çevrimi. Durulama behere yıkama suyunu Dökümü ve su ile yıkama beher doldurun. Belirlenmiş bir plastik HF atık şişe içine tüm atıkları dökün. </li><li> Rca2 çözümü uygun sıcaklığa ulaştığında, sepet kullanarak çözümler silikon çipleri daldırın. 10-20 dakika süre ile çözelti içinde bırakın. çip şimdi nedeniyle ince (1-2 nm) oksit filmin büyüme hidrofilik olacaktır. </li><li> Zaman uygun miktarda sonra çıkarın ve RCA1 aynı durulama prosedürlerini izleyin. Uygun rca2 çöp bidonuna atık bertaraf edin. Plastik cımbız ile sepet her çipini çıkarın su ile durulayın ve azot ile kuru darbe. </li><li> Plastik gofret kutusunda veya 18 M x ​​cm su cam şişede saklayın cips. temizlendikten sonra yaklaşık üç gün süreyle su içinde saklandığı zaman silikon temiz kalacaktır. Çalışma alanı düzgün temizlenir ve CMOS eldiven dış yıkanmış emin olun. CM bırakınKaputun OS eldiven kurumaya. </li></ol></li></ol> Aptes işlevselleştirilmiş silikon 6. yatırma DNA Origami <ol><li> Silikon Self-monte Monolayer Oluşumu <ol><li> Açmadan önce oda sıcaklığına kadar sıcak aptes. Şişe çok soğuksa, yoğunlaşma depolama sırasında APTES hidrolizini neden oluşabilir. 18 M x ​​cm su 1.980 ul ve karıştırmak için temiz bir sintilasyon şişesine ve girdap için APTES 20 ul ekleyin. Hemen bu çözümü kullanın. </li><li> , Sintilasyon flakon temizlenmiş silikon çip yansıtıcı tarafı yukarı bakacak şekilde yerleştirin kap ve 20 dakika bekletin. Cımbız kullanarak çip çıkarın ve su &#39;yun 200 ul ve N2 akımı ile 1 dakika boyunca, kuru ile durulayın. </li></ol></li><li> Aptes Fonksiyonlu silikon DNA origami yatırmak Not: işlevselleştirilmiş silikon DNA origami biriktirilmesi için gereken adımlar mika üzerine biriktirilmesi için olanlara benzer olan. <ol><li> Kısaca DNA origami şişesini ve pipet çözüm 4 ul mixSilikon substrat üzerine. Gerekirse, işlevselleştirilmiş silikon mika alt-tabaka daha fazla hidrofobik olduğu için, tüm alt-tabakanın karşılamak için kullanılan DNA origami çözeltisinin hacmi artar. Aşağı biriktirme çözümü basın ve uzun yeminli sırasında buharlaşmayı önlemek için bir cam kapak kayma kullanın. </li><li> Çözelti kullanılan konsantrasyon için gerekli süreyi ve istenen kapsama standı (yüzey kapsama zaman ve konsantrasyon etkisi Şekiller 2 ve 3 bakınız) olsun. Steril 18 M x cm suyun 100 ul substrat durulayın ve 1 dakika süreyle N2 ile kurutulur. </li><li> Steril su ilave 100 ul durulama tekrar edin ve 3 dakika boyunca N2 ile alt-tabakanın kuru. </li><li> Daha fazla deneyler veya görüntüleme yapılabilir kadar temiz bir kapta saklayın örnek. Örnekler kadar mu bağlı olarak depolama yaklaşık 1-2 hafta sonra parçacık birikimi göstermeye başlarch onlar işlenir. </li></ol></li></ol> 7. AFM Görüntüleme ve DNA Origami Örneklerinin Görüntü Analizi <ol><li> Görüntüleme amaçlı havada modunda Vurma AFM kullanın. Modu dokunulduğunda az kuvvet iletişim moduna göre, hassas nanoyapılarda uygulanacak sağlar. Not: görüntüleme parametreleri enstrüman bağlı olacaktır. Sunulan tüm görüntüler MultiMode NanoScope Ula kullanılarak ele geçirildi. </li><li> Altın yansıtıcı kaplama ile hava kılavuz çekme modunda olmayan temas için seçin AFM sondalar /, 300 kHz ~ bir rezonans frekansı (nominal), 40 N / m ve uç yarıçapının &lt;10 nm, sabit kuvvet. </li><li> Süreç ve NanoScope Analiz Yazılımı kullanarak AFM görüntüleri analiz. ImageJ kullanarak kapsama hesaplamaları gerçekleştirmek. 19 </li></ol>

<ol>
	<li>Rothemund, P. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folding+DNA+to+create+nanoscale+shapes+and+patterns.">Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns.</a> Nature. 440, 297-302 (2006).</li><li>Anderson, E. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+a+nanoscale+DNA+box+with+a+controllable+lid.">Self-assembly of a nanoscale DNA box with a controllable lid.</a> Nature. 459, 73-77 (2009).</li><li>Wang, Z., Ding, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+DNA+Self-Assemblies+as+Templates+for+Functional+Nanostructures.">Engineering DNA Self-Assemblies as Templates for Functional Nanostructures.</a> Acc. Chem. Res. 47, 1654-1662 (2014).</li><li>Xu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphene+Visualizes+the+First+Water+Adlayers+on+Mica+at+Ambient+Conditions.">Graphene Visualizes the First Water Adlayers on Mica at Ambient Conditions.</a> Science. 329, 1188-1191 (2010).</li><li>Bustamante, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circular+DNA-molecules+imaged+in+air+by+scanning+force+microscopy.">Circular DNA-molecules imaged in air by scanning force microscopy.</a> Biochemistry. 31, 22-26 (1992).</li><li>Hsueh, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localized+Nanoscopic+Surface+Measurements+of+Nickel-Modified+Mica+for+Single-Molecule+DNA+Sequence+Sampling.">Localized Nanoscopic Surface Measurements of Nickel-Modified Mica for Single-Molecule DNA Sequence Sampling.</a> ACS Appl Mater. Interfaces. 2, 3249-3256 (2010).</li><li>Pastre, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anionic+polyelectrolyte+adsorption+on+mica+mediated+by+multivalent+cations:+A+solution+to+DNA+imaging+by+atomic+force+microscopy+under+high+ionic+strengths.">Anionic polyelectrolyte adsorption on mica mediated by multivalent cations: A solution to DNA imaging by atomic force microscopy under high ionic strengths.</a> Langmuir. 22, 6651-6660 (2006).</li><li>Woo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+two-dimensional+DNA+origami+lattices+using+cation-controlled+surface+diffusion.">Self-assembly of two-dimensional DNA origami lattices using cation-controlled surface diffusion.</a> Nature Communications. 5, 4889 (2014).</li><li>Vesenka, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Substrate+preparation+for+reliable+imaging+of+DNA+molecules+with+the+scanning+force+microscope.">Substrate preparation for reliable imaging of DNA molecules with the scanning force microscope.</a> Ultramicroscopy. 42-44, 1243-1249 (1992).</li><li>Albrechts, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+studies+of+DNA+origami+on+silicon+dioxide.">Adsorption studies of DNA origami on silicon dioxide.</a> , (2010).</li><li>Sarveswaran, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adhesion+of+DNA+Nanostructures+and+DNA+Origami+to+lithographically+patterned+self-assembled+monolayers+in+Si[100].">Adhesion of DNA Nanostructures and DNA Origami to lithographically patterned self-assembled monolayers in Si[100].</a> Proc. of SPIE-Soc. Opt. Eng. 7637, 76370M-1 (2010).</li><li>Kern, W., Puotien, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cleaning+solutions+based+on+hydrogen+peroxide+for+use+in+silicon+semiconductor+technology.">Cleaning solutions based on hydrogen peroxide for use in silicon semiconductor technology.</a> RCA Rev. 31, 187-206 (1970).</li><li>Pillers, M., Goss, V., Lieberman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron-Beam+Lithography+and+Molecular+Liftoff+for+Directed+Attachment+of+DNA+Nanostructures+on+Silicon:+Top-down+Meets+Bottom-up.">Electron-Beam Lithography and Molecular Liftoff for Directed Attachment of DNA Nanostructures on Silicon: Top-down Meets Bottom-up.</a> Acc. Chem. Res. 47, 1759-1767 (2014).</li><li>Sacc&#225;, B., Niemery, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+Origami:+The+Art+of+Folding+DNA.">DNA Origami: The Art of Folding DNA.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 51, 58-66 (2012).</li><li>Douglas, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+prototyping+of+3D+DNA-origami+shapes+with+caDNAno.">Rapid prototyping of 3D DNA-origami shapes with caDNAno.</a> Nucleic Acids Res. 37, 5001-5006 (2009).</li><li>Ben-Ishay, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+a+Bio-responsive+Robot+from+DNA.">Designing a Bio-responsive Robot from DNA.</a> Origami. J. Vis. Exp. (77), e50268 (2013).</li><li>Woo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Programmable+molecular+recognition+based+on+the+geometry+of+DNA+nanostructures.">Programmable molecular recognition based on the geometry of DNA nanostructures.</a> Nature Chemistry. 3, 620-627 (2011).</li><li>Schlegel, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cation+sorption+on+the+muscovite+(001)+surface+in+chloride+solutions+using+high-resolution+X-ray+reflectivity.">Cation sorption on the muscovite (001) surface in chloride solutions using high-resolution X-ray reflectivity.</a> Geochim. Cosmochim. Acta. 70, 3549-3565 (2006).</li><li>Rasband, W. S., Howarter, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=National+Institutes+of+Health.">National Institutes of Health.</a> Langmuir. 22, 11142-11147 (2006).</li><li>Kershner, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Placement+and+orientation+of+individual+DNA+shapes+on+lithographically+patterned+surfaces.">Placement and orientation of individual DNA shapes on lithographically patterned surfaces.</a> Nature Nanotechnology. 4, 557-561 (2009).</li><li>Hung, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-area+spatially+ordered+arrays+of+gold+nanoparticles+directed+by+lithographically+confined+DNA+origami.">Large-area spatially ordered arrays of gold nanoparticles directed by lithographically confined DNA origami.</a> Nature Nanotechnology. 5, 121-126 (2010).</li><li>Sarveswaran, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=et+al.Adhesion+of+DNA+nanostructure+and+DNA+origami+to+lithographically+patterned+self-assembled+monolayers+on+Si[100.">et al.Adhesion of DNA nanostructure and DNA origami to lithographically patterned self-assembled monolayers on Si[100.</a> Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. 7637, 76370M (2010).</li><li>Pillers, M. A., Lieberman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+stability+of+DNA+origami+on+mica.">Thermal stability of DNA origami on mica.</a> J. Vac. Sci. Technol. B. 32, 040602 (2014).</li><li>Song, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Visualization+of+Transient+Thermal+Response+of+a+DNA.">Direct Visualization of Transient Thermal Response of a DNA.</a> Origami. J. Am. Chem. Soc. 134, 9844 (2012).</li><li>Wei, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+the+thermal+behavior+of+DNA+origami+nanostructures.">Mapping the thermal behavior of DNA origami nanostructures.</a> J. Am. Chem. Soc. 135 (16), 6165-6176 (2013).</li><li>Hyojeong Kim, ., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stability+of+DNA+Origami+Nanostructures+under+Diverse+Chemical+Environments.">Stability of DNA Origami Nanostructures under Diverse Chemical Environments.</a> Chem. Mater. 26, 5265-5273 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Tutarlı ve ideal sonuçlar elde etmek için vurgulanması gereken gereken birkaç adım vardır. Mika örneklerinde, sıkı ve kapsamlı durulama takip ve adımlar 3.3 ve 3.4 gibi rejimi kurutmak için bireysel DNA origami yüksek kaliteli görüntüler Temsilcisi Sonuçlar bölümünde özetlenen çeşitli sorunlar olmadan AFM kullanılarak elde edilebilir olmasını sağlayacaktır. Silikon örnekleri için birincil öneme sahip alt tabakanın temizliktir. Iyice ve titizlikle adımda 5.2 özetlenen temizleme prosedü...

Ilk olarak 2006 yılında tanıtılan, DNA origami DNA oligonükleotid kendinden montaj doğa designable ve son derece düzenli nano üretmek için kullanır. Yapılarının bir sayısız rapor edilmiştir 1, gülen 3 boyutlu kutuları kilitlenmiş karşı karşıya uzanan. 2 DNA origami Fonksiyonlu edilebilir Çeşitli biyomoleküllerin ve Nano ile nanoelektronik, tıp ve kuantum bilgisayar araştırma uygulamalarına sebebiyet veren. 3 Bununla birlikte, analiz ve birçok gelecek uygulamalar sadece yapısal tasarımı bağlı değil, aynı zamanda yüzeylere DNA origami nanoyapıların yapışma vardır. mika ve işlevselleştirilmiş silikon oksit: Bu yazıda tarif edilen yöntemler, alt-tabakaların iki tip DNA origami örneklerinin hazırlanması ile ilgilidir. 0.02 nm ± nm 0.37 tabakası yüksekliği ile, atomik düz olduğundan Mika, DNA origami çalışmaları için tercih substrat olduğunu. 4 Ayrıca EAS olduğunuily numune hazırlama ve atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) çalışmaları anlaşılır hale temizlenmelidir. Muskovit mika, her bölme düzlemi içinde bir potasyum yüksek yoğunluklu içerir, ancak zaman suda bu iyonlar mika yüzeyinden uzaklaşacak şekilde yayılan. Mika alt-tabaka DNA origami bağlanma aracılık etmek için, Mg2 + mika negatif yük ters elektrostatik alt-tabaka (Şekil 1A), DNA fosfat omurgası bağlamak için kullanılır. Tavlanmış DNA 5 karışımlar büyük varlığında Mg 2+ -terminated yüzeye DNA origami yapışması tek sarmallı oligonükleotitlere (elyaf iplikler) yapışma çok daha güçlüdür, çünkü elyaf şeritlerinin aşırılıkları mika yüksek kapsama alanı ve iyi görüntüler verir. Ni2 + ve Co2 + dahil olmak üzere diğer pozitif yüklü iyonlar, mika DNA yapışmayı kontrol etmek için de kullanılabilir. 6,7 Adhe aracılık edebilen çözelti içinde tek-değerli ve çift değerli katyonlarının konsantrasyonu değiştirmeDNA origami sion ve yüzey difüzyon oranları. 8 Ancak, mika substratları hazırlamak ve yatırma ve origami durulama için protokol genellikle açıkça net bir protokole olmadan yayınlanan yazılarda. 9&#39;da tarif edilmez, tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek zor olabilir. Mika bir izolatör, bu yüzden nanoelektronik bazı uygulamalar için, bir alt-tabaka olarak uygun değildir. Ince yerli oksit ile pasifize Silikon giriş / çıkış yapıları ve topografik özellikleri oluşturmak için önce ücretsiz metal oksit yarı iletken (CMOS) işleme ile uyumluluk da dahil olmak üzere arzu edilen elektronik özelliklere sahiptir. Havada depolanan Silikon gofret kalın termal oksit veya yüksek partikül sayımı ile nispeten kirli ince yerli oksit filmi ile ya pasifize edilmiştir. Silikon oksit, mika çok daha düşük bir yüzey yük yoğunluğuna sahiptir ve yük yoğunluğu oksit hazırlama ve tarihi hakkında oldukça bağlıdır. Magnezyum ° C&#39;de iyon konsantrasyonu Abo150 mM A.Ş., iyi teminatlar (en fazla 4 / um 2) dikdörtgen DNA origami oksijen plazma tedavi silikon yüzeyler elde edilebilir; Bununla birlikte, bu konsantrasyon, ve kapsama kullanılan boyut ve nano-tasarımına bağlı olarak değişebilir. 10 alternatif bir protokol yüzey yükü ayarlama için 3-aminopropiltrietoksisilan (aptes) (Şekil 1B) bir katyonik kendi kendini monte tek tabaka iliştirmektir oksittir. APTES birincil amin substratının şarjının ve hidrofobisitesinin değiştirerek, 9&#39;un altında pH değerlerinde protonlanabilir edilebilir. APTES tam bir tek tabaka için 11 başarılı bir şekilde yatırılır, silisyum uygun Amerika Radyo Corporation (RCA) protokoller kullanılarak temizlenmelidir . Bu protokoller, organik kısmı ve parçacık kirleri çıkarmak için amonyum hidroksit ve hidrojen peroksit çözeltileri (RCA1) tedavileri içerir. Sulu hidroflorik asit çözeltisi içinde kısa bir aşındırma ile birlikte doğal bir oksit tabakası kaldırıroksit bağlı herhangi bir iyonik kirleticiler. Son olarak, numune, bir ince, düzgün bir oksit tabakası metal ve iyonik kirlilikleri uzaklaştırmak ve oluşturulması için bir hidroklorik asit ve hidrojen peroksit çözeltisi (rca2) maruz bırakılır. 12 En çok temiz oda kullanılabilir ne katı kurallara CMOS temizleme protokolleri için davlumbaz belirlemiş Bu alanlarda. Yaygın bir sorun midbandgap tuzaklar oluşturarak CMOS yapıların elektronik özelliklerini bozabilir sodyum gibi iyonları, şeklinde geliyor. 13 İyonlar genellikle kullanan diğer araştırmacılar sorunlara CMOS banyoları kirletebilir ve neden olabilir DNA origami hazırlama ve çökelme tamponlar kullanılmaktadır temiz oda. Bu nedenle, bizim grup bir tezgah temizlik &#39;kirli&#39; CMOS DNA origami araştırma için kullanılan küçük örnekler için özel olarak düzenlenmiş kullanır. Bu süreç, geleneksel temiz oda set-up için iyi bir alternatif olduğunu ve bir temiz oda CMOS tezgaha erişiminiz yoksa laboratuvarlar için uygun olabilir.

<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.

İki değişken alt tabaka üzerinde DNA origami kapsama dikte: çözelti konsantrasyon ve maruz kalma süresi. adsorpsiyon mika DNA origami özellikleri ve işlevselleştirilmiş silikon oksit aptes, daha önce rapor edilmiştir. 13 çökelme çözeltisi ve mika üzerinde son sigortaların DNA origami konsantrasyonu arasındaki ilişki artan bir konsantrasyonu ile sonuçlarını gösteren Tablo 1 ve Şekil 2 &#39;de özetlenmiştir artan kapsama. bağlanmanın zaman bağıml...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Mica and Silicon Substrates for DNA Origami Analysis and Experimentation at JoVE.com

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 Origami Analiz ve Deney için Mika ve Silikon Yüzeyler Hazırlanması

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 Görüntüleme.  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.

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

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.

Origami Inspired Desenli ve Reconfigurable Parçacıkların Self-assembly

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

Kimya

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.

Ultra Performanslı Sıvı Kromatografisi ile Bileşimsel Analiz için Bakteriyel Hücre Duvarlarının İzolasyonu ve Hazırlanması

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 Origami bir Bio-duyarlı Robot katlanması ve Karakterizasyonu

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.

Kimyasal Çözüm Biriktirme tarafından Silisyum üzerinde Makrogözenekli Epitaksiyel Kuvars Filmlerin Hazırlanması

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.

Gen terapisi Polycation kaplama DNA Origami nanoyapıların korunması için ilham.

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.

Altın Nanorods bütünleştirilmiş koda kiral Plazmonik Metamolecules DNA Origami şablonlarını kullanma

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.

Titanyum nitrat kaplı silikon substratlar üzerinde altın dendritik Nanoboya büyümesi

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).

Algılama Uygulamaları için İnorganik Yapıların DNA Origami Aracılı Substrat Nanodesenleme

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 ve XPS Analizi için Nanopartiküllerin Hazırlanması

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

Plazmonik DNA Origami Nanoantenleri ile Sağlanan Tek Moleküllü SERS Ölçümleri

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.

Yazar Spotlight: Plazmonik DNA Origami Nanoantenleri Tarafından Sağlanan Tek Moleküllü Yüzeyle Geliştirilmiş Raman Saçılma Ölçümleri  

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.

Plazmonik DNA Origami Nanoantenleri Tarafından Sağlanan Tek Moleküllü Yüzey Geliştirilmiş Raman Saçılma Ölçümleri

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