Name: assembly of gold nanorods into chiral plasmonic metamolecules using dna origami templates
Uploaded: 2019-03-05T14:30:00
Duration: 9 min 17 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assembly of Gold Nanorods into Chiral Plasmonic Metamolecules Using DNA Origami Templates at JoVE.com

המחברים תודה Voutilainen ס לסייע לה עם תקליטור ספקטרומטר. המחברים להכיר במתן תמיכה טכנית על ידי אוניברסיטת הלסינקי-OtaNano - מרכז Nanomicroscopy (אלטו-NMC) ומתקנים. עבודה זו נתמכה על ידי האקדמיה של פינלנד (גרנט 308992) ולהעניק אופק 2020 מחקר וחדשנות התכנית של האיחוד האירופי תחת מארי הספרותמוזאון הסכם 71364 מס.

1. עיצוב של אוריגמי דנ א
<ol><li>זהה את הסידור המרחבי היחסי הרצוי של AuNRs ואת הצורה המתאימה של ה-DNA אוריגמי תבנית (איור 1א'). מעריכים את הפרמטרים מבנית של AuNRs של ואת התבניות אוריגמי. לאתר את מיקומם המשוער של סיכות זה נדרשים שינויים (איור 1B) נוספים.</li>
	<li>הורד והתקן caDNAno18 כדי לעצב תבנית ה-DNA אוריגמי. ב- caDNAno, הובל לגרדום והידוק הגדילים בהתאם לצורה הרצויה של התבנית וצור את רצף רצועות הידוק על ידי לחיצה על הכלי Seq. לחץ על צבע כלי ולסמן הגדילים סיכות הדורשות בהמשך השינוי (איור 1C).</li>
	<li>לחצו על כלי ייצוא לייצא רצפי דנ א סיכות (איור 1C) לקובץ csv.</li>
	<li>עיצוב כפול גדילי מנעולים לתקן את זווית Θ בין שתי חבילות אוריגמי. בהתאם הכיוון היחסי של שתי חבילות, הבונה אוריגמי יכול להסתגל שמאל - או ימינה - handed (LH/לחות) כיראלי תצורת המרחב (איור 1B).</li>
	<li>ייבוא הקובץ. csv של סיכות מהדק לתוך יישום גליונות אלקטרוניים. הוסף10 תיקים עשויים רצף בסוף סיכות מהדק המשמש להרכבה AuNR (נקודות אחיזה). לשנות את הגדילים סיכות באתרים מעוצב נעילה עם מנעול רצפי. הערה: ההרכבות בתוצאות נציג להכיל 36 נקודות אחיזה בולטות בקצה 3' של גדילי סיכות, 18 על תתי אוריגמי דנ א, מופץ באופן שווה על שני מקבילים helices כל 21 nt. המרחק בין הראשונים ואת המיקום האחיזה האחרון הוא 168 nt, כ 57 nm (ראה קובץ מצורף caDNAno).</li>
</ol>2. הרכבה של התבניות אוריגמי דנ א
<ol><li>להכין מלאי עבודה של מצרך גדילי (SM), לרבות גדילי עם ידיות מנעולי, על ידי ערבוב כמויות שוות של ריכוז מנורמל סיכות oligonucleotides (למשל, 100 מיקרומטר). הערה: אוריגמי מבנים מכילים בדרך כלל כמה מאות רצועות הידוק. סיכות נרכשים בדרך כלל מספקי המתמחה סינתזה כימיים של הדנ א oligonucleotides ב multiwell (למשל, 96-ובכן) צלחות.</li>
	<li>עבור µL 500 של אוריגמי nM 10, מערבבים 50 µL של טריס-EDTA (טה, 10 x), µL 100 MgCl2 (100 מ מ), µL 25 של NaCl (100 מ מ), µL 175 של H2O, 100 µL של SM (0.5 מיקרומטר), 5 µL של מנעול קווצות (5 מיקרומטר) , ואת לפיגום 50 µL (100 ננומטר).</li>
	<li>Anneal את התערובת ב thermocycler מ- 80 ° C עד 20 ° C כפי שמתואר בטבלה 1.</li>
</ol>3. דנ א אוריגמי טיהור
הערה: סעיף זה מתאר את פרוטוקול agarose ג'ל לטיהור. ה-DNA אוריגמי תבניות אפשר גם לטהר באמצעות גישות אלטרנטיביות38,39.
<ol><li>עבור 1% ג'ל, להמיס 1g של agarose ב- 100 מ של טריס-בוראט-EDTA (TBE, 0.5 x) על ידי חימום התערובת בתנור מיקרוגל. להוסיף 10 µL של 10,000 x DNA כתם בהתאם למפרט הכתם. כדי למזער את החשיפה לאור UV בשלב החילוץ (שלב 3.6), השתמש כתם DNA זה להיות visualized תחת עירור כחול.</li>
	<li>הפתרון עד כ 40 ° צלזיוס וחותכים לאט להוסיף 1 מ"ל של MgCl2 (1.3 M) תוך טלטול. הטלת ג'ל, תקופת דגירה של 30 דקות בטמפרטורת החדר.</li>
	<li>הגדר שההתקן אלקטרופורזה ויוצקים מאגר זורמים קרים (4 ° C) (0.5 x TBE עם 11 מ"מ MgCl2) לתוך תיבת ג'ל. הצב את תיבת ג'ל באמבט מי קרח.</li>
	<li>להוסיף טעינת מאגר דגימות אוריגמי (6 x טעינת מאגר מכיל 15% polysucrose 400 ו 0.25% bromophenol כחול במים). לטעון את הדגימות לתוך הבארות עם אמצעי אחסון נאות לפי המסרק בשימוש (למשל, 50 µL עבור פיזור 8-ובכן 1.5 מ מ עובי).</li>
	<li>הפעל את אלקטרופורזה כבר שעתיים 80 V. הערה: כדי לאפיין את אוריגמי ולהפריד את מבנה פתוחים וסגורים, השתמש 2% ג'ל במקום 1%, להאריך את זמן הריצה ל 4 שעות.</li>
	<li>תמונה את הג'ל עם הצלם ג'ל (איור 2). השתמש transilluminator אור כחול כדי להמחיש הלהקות, לחתוך את הלהקה אוריגמי, לרסק את הג'ל על מצלמות-מיקרוסקופים ולחלץ את הנוזל. התשואה השחזור הוא כ-40%.</li>
	<li>Pipette את הנוזל לתוך יחידה צנטריפוגלי מסנן ומדידת הספין-x 3000 g עבור 5 דק קליטתם של הפתרון אוריגמי-260 ננומטר עם ספקטרומטר הגלוי סגול (UV-VIS). מעריכים את הריכוז של אוריגמי באמצעות מקדם של הכחדה של 1.3 x 108 ז-1·cm-1. הערה: הריכוז טיפוסי של אוריגמי פתרון לאחר agarose ג'ל לטיהור הוא 1-2 ננומטר.</li>
	<li>אחסן את התבניות אוריגמי מטוהרים ב 4 ° C לשימוש מאוחר יותר.</li>
</ol>4. סינתזה של nanorods זהב
הערה: הפרוטוקול עבור סינתזה AuNR מותאמת מן הספרות הקודם40 עם שינויים מזעריים.
<ol><li>לשטוף את כל כלי זכוכית עם aqua regia במשך 5 דקות, לשטוף אותו במים, sonicate אותו עם מים הנדסה גנטית, לייבש אותו לפני השימוש.</li>
	<li>להכין 0.2 מ' hexadecyltrimethylammonium ברומיד (CTAB), 1 מ HAuCl4, 4 מ מ AgNO3, 64 מ מ L (+)-חומצה אסקורבית, ו 6 מ"מ NaBH4. להשתמש במים קרים (4 ° C) להמיס NaBH4 לשמור אותו במקרר ב 4 º C. חומצה אסקורבית שהפתרון צריך להיות מוכן טרי. התראה: CTAB. הוא דבר מסוכן במקרה של מגע עם העור (גירוי), קשר עין (גירוי), בליעה, שאיפה ללבוש ביגוד מגן מתאים. במקרה של אוורור לא מספיק, ללבוש ציוד הנשימה מתאים. NaBH4 הוא מאוד מסוכן במקרה של מגע עם העור (גירוי), קשר עין (גירוי), בליעה, אינהלציה. ללבוש משקפי הפתיחה, חלוק מעבדה, כפפות, ומאושפז אדים ואבק. הקפד להשתמש מכונת ההנשמה אישרה/מוסמך או שווה ערך.</li>
	<li>להכין זרעים Au.<ol>
<li>להוסיף 500 µL של CTAB (0.2 מ'), 250 µL של מים הנדסה גנטית, µL 250 HAuCl4 (1 מ מ) לתוך בקבוקון זכוכית. מערבבים במהירות של סל ד 450 בטמפרטורת החדר במשך 5 דקות.</li>
		<li>להגביר את קצב מלהיב עד 1200 סל ד. להוסיף 100 µL NaBH קר4 פתרון (6 מ מ, 4 ° C). אחרי 2 דקות, לעצור את ערבוב של דגירה הפתרון באמבט מים ב 30 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות לפני השימוש.</li>
	</ol>
</li>
	<li>להכין את AuNRs.<ol>
<li>להמיס 0.55 g של CTAB ו- 0.037 גרם חומצה 2, 6-dihydroxybenzoic 15 מ"ל של מים חמים (60-65 מעלות צלזיוס) בבקבוקון סיבוב המדרגה. לקרר את הפתרון של 30 מעלות צלזיוס, להוסיף µL 600 AgNO3 (4 מ מ), ומערבבים -450 סל"ד למשך 2 דקות. אז תעזוב את הפתרון ללא הפרעה במשך 15 דקות ב- 30 ° C.</li>
		<li>להוסיף 15 מ"ל של HAuCl4 (1 מ מ) הפתרון, ומערבבים במהירות של סל ד 450 במשך 15 דקות להוסיף 120 µL של L (+)-חומצה אסקורבית (64 מ מ), ו ואז, באופן מיידי, מערבבים-1,200 סל ד עבור 30-ס' 12 להוסיף µL של זרעים Au, וערבבו -1,200 סל ד ל 30 s.</li>
		<li>דגירה הפתרון באמבט מים ב 30 מעלות צלזיוס במשך 18 h. לא להפריע הפתרון ולהשתמש כובע כדי לסגור את הבקבוק.</li>
		<li>הפתרון הנובעת להעביר צינורות צנטריפוגה ולאחר צנטריפוגה ב 9,500 x g למשך 12 דקות ב 20 º C. למחוק את תגובת שיקוע, לפזר בגדר ב- 20 מ ל מים הנדסה גנטית, ולבצע צנטריפוגה בצעד אחד.</li>
		<li>לפזר בגדר הסופי ב- 3 מ ל מים מזוקקים. מעריכים את הריכוז של AuNRs מ- UV-VIS הקליטה מדידה באמצעות המקדם הכחדה התהודה פלזמון האורך. ניתן לחזות את מקדם הכחדה באמצעות פרמטרים של צורה AuNR41. אחסן את AuNRs ב 4 ° C לשימוש נוסף.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. functionalization של nanorods זהב עם דנ א חד גדילי
הערה: סעיף זה מתאר את פרוטוקול AuNR functionalization עם דנ א חד גדילי (ssDNA), עוקב התוואי כביכול pH נמוך מ ספרות הקודם42. AuNRs מכוסה עם ה-DNA וגופם מטוהר באמצעות צנטריפוגה; לחלופין, הטיהור יכול להתבצע באמצעות agarose בג'ל.
<ol><li>דגירה µL 20 של גדילי DNA תיול-functionalized polyT (1 מ"מ) עם µL 20 של טריות tris(2-carboxyethyl) הידרוכלוריד פוספין (TCEP, 14 מ מ) עבור h 1 להפחתת חוב דיסולפידי. הערה: טופס קבוצות תיול אג ח עם AuNRs, הרצף polyT hybridizes עם ידית10 תיקים עשויים על אוריגמי, שבו זוגות בסיס מדי או מעט מדי עלול לגרום תקלה או הרכבה לא יציב. התראה: TCEP יכול לגרום כוויות חמורות העור ונזקי עין. ללבוש כפפות מגן/מגן בגדים/עין הגנה/הפנים הגנה.</li>
	<li>תערובת 150 µL של AuNRs (10 ננומטר) ו- µL 40 של שטופלו TCEP תיול-DNA (0.5 מ מ). להוסיף 1% dodecyl נתרן גופרתי (מרחביות) הפתרון AuNR להגיע ריכוז מרחביות הסופי של 0.05%. להתאים את ה-pH ל- 2.5-3 עם ~ 1 µL של HCl (1 מ').</li>
	<li>תקופת דגירה של 2 h תוך טלטול-סל ד 70. הערה: היחס AuNR-ל-DNA צריך להיות מסודר לפי 1:5, 000-15,000, בהתאם לגודל של המוטות. עבור AuNRs (70 nm x 30 ננומטר) הכין הפרוטוקול המתואר בסעיף 4, 13,000 עודף של תיול-DNA הוא המומלץ הבא.</li>
	<li>הוסף NaCl כדי להגיע עם concertation NaCl הסופי של 0.5 M, דגירה במשך 4 שעות בטמפרטורת החדר תוך כדי טלטול-סל ד 70. הערה: שינוי צבע בשלב זה עשוי לציין functionalization כושל של DNA.</li>
	<li>להתאים את ה-pH ל ~8.5 עם מאגר TBE (10 x), דגירה בין לילה.</li>
	<li>לשטוף את הדנ א-AuNRs 4 x על ידי ערבוב הדגימות עם 1 מ"ל לרחוץ את מאגר (0.5 x TBE עם 0.1% מרחביות), ואת צנטריפוגה ב x כ-7,000 גרם במשך 30 דקות להסיר את תגובת שיקוע, resuspend DNA-AuNRs בתוך הנוזל הנותר (~ 40 µL). מעריכים את הריכוז של ה-DNA-AuNRs מ- UV-VIS הקליטה מדידה כפי שמתואר בשלב 4.4.5. הערה: הפתרון עשוי להיות מעט "מעונן"-צעדים 5.3-5.4 עקב החלפת CTAB מפני השטח של AuNRs מאת תיול-DNA. הפתרון צריך להיות ברור על התחממות כדור הארץ עד ~ 35 º C למשך 5 דקות.</li>
</ol>6. הרכבה של nanorods זהב על תבניות אוריגמי דנ א
<ol><li>להוסיף MgCl2 הפתרון של מטוהרים הדנ א-AuNRs, כדי ריכוז סופי של 10 מ מ. מערבבים את הדנ א-AuNRs מטוהרים ואת אוריגמי יחס של 10:1. הערה: יחס נמוך יותר עשויה להקטין את התשואה של המוצר43.</li>
	<li>Anneal את התערובת במיקסר עם בקרת טמפרטורה של 40 ° צלזיוס עד 20 מעלות צלזיוס תוך טלטול-400 סל ד, בעקבות ההליך בטבלה מס ' 2. הערה: עבור תקליטור אפיון, המדגם ניתן למדוד לאחר שלב זה ללא טיהור נוסף.</li>
	<li>להשתמש בג'ל 0.7% agarose (3.5 h 80 V) כדי לטהר את המבנים אוריגמי הסופי-AuNR.</li>
	<li>השתמש transilluminator אור לבן עבור הדמיה. לחתוך את הלהקה המוצר (דימר אוריגמי-AuNR) (איור 3), לרסק את הג'ל על מצלמות-מיקרוסקופים ולחלץ את הנוזל. פיפטה הנוזל לתוך יחידת צנטריפוגלי מסנן ספין-x 3000 g עבור 5 דק Resuspend אוריגמי-AuNRs בפתרון. התשואה שחזור של הג'ל הוא כ- 50%.</li>
	<li>מעריכים את הריכוז של המבנים אוריגמי-AuNR מ- UV-VIS הקליטה מדידה כפי שמתואר בשלב 4.4.5.</li>
</ol>7. הילוכים מיקרוסקופ אלקטרונים הדמיה
הערה: זו formate uranyl (UFo) צביעת פרוטוקול זה ממאמרו של ספרות הקודם44.
<ol><li>מיקס 200 µL של פתרון UFo (0.75%) µL 1 של NaOH (5 מ'), מערבולת מיידית לתקופה מינימלית של 2-3 Centrifuge הפתרון הכתם למשך 3-4 דקות ב 14,000 x g. להגן על הכתם מפני חשיפה קלה (למשל, על ידי ליפוף זה בנייר אלומיניום). התראה: UFo הוא רעיל אם נשאף או בלע יכול לגרום לגירוי העין. במקרה של חשיפה קצרה או זיהום נמוכה, להשתמש בהתקן מסנן בדרכי הנשימה. במקרה של חשיפה אינטנסיבית או יותר, השתמש בהתקן עצמאי מגן נשימתי. ללבוש כפפות. החומר הכפפות חייב להיות אטום ועמיד בפני UFo ופתרונות שלה. ללבוש משקפי סגור בחוזקה.</li>
	<li>זוהר-פריקה פחמן/formvar-מצופה רשתות TEM 6 s רק לפני השימוש כדי להגביר את hydrophilicity ולקדם דבק של המבנים. פיפטה 5 טיפות מדגם µL על הרשת TEM, תקופת דגירה של 5-8 דקות והסר את המסירה על-ידי נגיעה בעדינות על נייר סינון עם הקצה של הרשת.</li>
	<li>פיפטה אחד גדול (µL ~ 20), אחת קטנה (~ 10 µL) ירידה של הפתרון כתם על מצלמות-מיקרוסקופים. לשים את הרשת על הירידה פתרון כתם קטן ויבש באופן מיידי על-ידי נגיעה נייר הסינון עם הקצה של הרשת. . אז תלבש אותה הטיפה פתרון כתם גדול ב-30 s.</li>
	<li>הסר את הנוזל על הרשת על-ידי נגיעה נייר הסינון עם הקצה של הרשת. מקם את הרשת בעל רשת. לחכות רשת לייבוש על פחות 10 דקות.</li>
	<li>לאפיין את הדגימות של אוריגמי (איור 4), AuNRs (איור 5), אוריגמי-AuNRs (איור 6) מאת TEM.</li>
</ol>8. קיווטות מדידה
<ol><li>נקה את ספקטרומטר CD עם N2 למשך 20 דקות. הערה: רוב ספקטרומטרים CD לדרוש מנקה עם N2 לפני מנורה ההצתה. בדוק את המדריך ספקטרומטר CD.</li>
	<li>הגדר את רוחב הפס, טווח סריקה, ואת שלב הרכישה. הערה: טווח סריקה תלוי התכונות האופטיות של AuNRs, אשר תלויים בגודל של AuNRs.</li>
	<li>מדד תקליטור ריק עם מאגר.</li>
	<li>למדוד את ספקטרום תקליטור של אוריגמי-AuNR דגימות (איור 7). הערה: השתמש ליטרים או זכוכית וואקום למדידה CD. פלסטיק וואקום הזדהמו CD ספקטרוסקופיה. גם, רוב ספקטרומטרים CD מאפשרים רכישת סימולטני הקליטה ונתונים תקליטורים.</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

הפרוטוקול מציג את זרימת העבודה שלם של עיצוב, הרכבה, טיהור, ואפיון של ה-DNA מבוסס-אוריגמי כיראלי מכלולים של AuNRs. התבניות אוריגמי DNA בשימוש בפרוטוקול מתאימים במיוחד ייצור מכלולים מגיב לגירויים. סוגים שונים של תגובות, functionalizes ניתן לשלב הגדילים נעל המגדירים את המדינה כיראלי של אוריגמי תבנית (איור 1B)24,25,26,31. עבור הרכבות סטטי, תבניות בצורת בלוק פשוטים יותר לעיתים קרובות מספיק14,45,46,47.
הגישה מבוססת-אוריגמי דנ א כדי הזיוף של ננו-מבנה plasmonic יורש מגבלות טכניקה אוריגמי דנ א48. הגודל של התבניות אוריגמי מוגבל בדרך כלל לפי גודל סטרנד לגרדום. היציבות של ה-DNA מבנים מצטמצם בתנאים החוק-מלח. העלות של הידוק סינתטי קווצות נשאר גבוה למדי. עם זאת, ההתפתחויות האחרונות בתחום של ננוטכנולוגיית דנ א מבניים צפויים כדי להתגבר על אלה מגבלות49,50,51,52,53,54 , 55.
לעומת אחרים גישות מולקולריות ליצירת כיראלי מכלולים של AuNRs34,35,36,37, DNA אוריגמי מספק רמה גבוהה של דיוק המרחבית ויכולת תיכנות.
להשגת תגובות אופטי לשחזור ואמין מכלולים כיראלי, אנו ממליצים התאמת הפרוטוקולים עבור סינתזה AuNR40, מאז האיכות ואת התכונות האופטיות של מוצרים מסחריים עשויים להשתנות בין קבוצות. מחזק (צעד נוסף 6.2) לעתים קרובות חיוני להבטחת החזקה נכונה של AuNRs לתבניות אוריגמי דנ א (איור 6).
לבסוף, הפרוטוקול המתואר כאן אינה מוגבלת הרכבות כיראלי. ה-DNA אוריגמי מספק פלטפורמה גמישה מאוד הזיוף של מורכבות nanostructures plasmonic9,10.

ה-DNA nanostructures, ה-DNA אוריגמי בפרט, היה בשימוש נרחב כדי לארגן מולקולות ורכיבים אחרים ננו (למשל, חלבונים ו חלקיקים [NPs]), בדייקנות ננומטר לתוך גיאומטריות כמעט שרירותי1,2 , 3 , 4 , 5. היכולת לארגן NPs מתכת על ה-DNA אוריגמי תבניות עם תשואה גבוהה, דיוק מאפשר הזיוף של מבנים plasmonic עם מאפיינים אופטיים חדשניים6,7,8, 9 , 10. דנ א אוריגמי טכניקה שימושית במיוחד עבור הדור של כיראלי מבנים plasmonic, אשר דורשים ארכיטקטורות באמת תלת מימדי11,12,13, 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20.
פרוטוקול זה מתאר בפירוט את התהליך כולו של הזיוף של מכלולים כיראלי אוריגמי תבניות DNA של AuNRs. תוכנת עיצוב21 והוא מבנה חיזוי22,23 של ה-DNA אוריגמי היא זמינה בחופשיות האינטואיטיביים. אוריגמי פבריקציה נוספת של סינתזה AuNR להשתמש נפוצות ציוד מעבדה בביוכימיה (למשל, thermocyclers, בג'ל, פלטות חמות, צנטריפוגות). המבנים מאופיינים בעזרת ספקטרוסקופיית TEM ו- CD רגיל.
הזיוף של nanostructures plasmonic דומה עם שיטות מלמעלה (למשל, ליתוגרפיה קרן של אלקטרונים) ידרוש ציוד יקר ומסובך למדי. בנוסף, ה-DNA אוריגמי תבניות מספקים את האפשרות לשלב reconfigurability מבנית הרכבות plasmonic24,25,26,27,28,29 ,30,31,32,33, אשר הוא מאוד מאתגר עבור מבנים מפוברק עם טכניקות הדפס אבן. לעומת אחרים גישות מולקולריות34,35,36,37, DNA מבוסס-אוריגמי פבריקציה נוספת מספק רמה גבוהה של דיוק המרחבית ויכולת תיכנות.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:568px;" width="567">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">2,6-Dihydroxybenzoic acid</td>
			<td style="width:163px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">D109606-25</td>
			<td style="width:128px;">98+%</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:179px;">AgNO3</td>
			<td style="width:163px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:99px;">AA1141414</td>
			<td style="width:128px;">99.90%</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Blue light transilluminator&#160;</td>
			<td style="width:163px;">Nippon Genetics</td>
			<td style="width:99px;">FG-06</td>
			<td style="width:128px;">FastGene LED Transilluminator</td>
		</tr>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:179px;">Bromophenol Blue</td>
			<td style="width:163px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:99px;">403160050</td>
			<td style="width:128px;">For agarorose gel&#160; loading buffer</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Centrifugal filter units</td>
			<td style="width:163px;">Merck Millipore</td>
			<td style="width:99px;">42600</td>
			<td style="width:128px;">DNA extraction from agarose</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Chirascan CD spectrometer&#160;</td>
			<td style="width:163px;">Applied Photophysics</td>
			<td style="width:99px;"></td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Cuvette&#160;</td>
			<td style="width:163px;">Hellma&#160;</td>
			<td style="width:99px;">105-202-85-40</td>
			<td style="width:128px;">Quartz SUPRASIL</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">DNA lobind tubes</td>
			<td style="width:163px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:99px;">30108051</td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Eppendorf Biospectrometer&#160;</td>
			<td style="width:163px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:99px;">6135000904</td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Eppendorf ThermoMixer C</td>
			<td style="width:163px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:99px;">5382000015</td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:179px;">Ficoll 400</td>
			<td style="width:163px;">Thermo Fisher Scientific&#160;</td>
			<td style="width:99px;">BP525-10</td>
			<td style="width:128px;">Polysucrose 400 (For agarorose gel&#160; loading buffer)</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Gel electrophoresis sets</td>
			<td style="width:163px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:99px;"></td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Gel imager</td>
			<td style="width:163px;">Bio-Rad</td>
			<td style="width:99px;"></td>
			<td style="width:128px;">Gel Doc XR+ System&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:179px;">HAuCl4&#8226;3H2O</td>
			<td style="width:163px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:99px;">AA3640006</td>
			<td style="width:128px;">99.99%</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">HCl&#160;</td>
			<td style="width:163px;">Scharlau</td>
			<td style="width:99px;">AC07441000</td>
			<td style="width:128px;">1M</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB)</td>
			<td style="width:163px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">H9151-100</td>
			<td style="width:128px;">BioXtra, 98+%</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">L(+)-ascorbic acid</td>
			<td style="width:163px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:99px;">401471000</td>
			<td style="width:128px;">99+%</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">M13p7560 scaffold strand</td>
			<td style="width:163px;">Tilibit nanosystems</td>
			<td style="width:99px;"></td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:179px;">MgCl2&#8226;6H2O</td>
			<td style="width:163px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">M2670-500</td>
			<td style="width:128px;">BioXtra, 99+%</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:179px;">NaBH4</td>
			<td style="width:163px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:99px;">200050250</td>
			<td style="width:128px;">99%</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">NaCl</td>
			<td style="width:163px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">S7653-500</td>
			<td style="width:128px;">BioXtra, 99.5+%</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">NaOH</td>
			<td style="width:163px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">S8045-500</td>
			<td style="width:128px;">BioXtra, 98+%</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Parafilm</td>
			<td style="width:163px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">P7668-1EA</td>
			<td style="width:128px;">PARAFILM M</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">PBS buffer (10X)</td>
			<td style="width:163px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:99px;">BP3991</td>
			<td style="width:128px;">Molecular Biology</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">ProFlex PCR System</td>
			<td style="width:163px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:99px;">4484073</td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Sodium dodecyl sulfate (SDS)</td>
			<td style="width:163px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">74255-250</td>
			<td style="width:128px;">99+%</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Staple strands</td>
			<td style="width:163px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:99px;"></td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Sybr Safe</td>
			<td style="width:163px;">Invitrogen&#160;</td>
			<td style="width:99px;">S33102</td>
			<td style="width:128px;">For DNA stain</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">TBE buffer (10X)</td>
			<td style="width:163px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:99px;">15581-044</td>
			<td style="width:128px;">Molecular Biology</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">TE buffer (10X)</td>
			<td style="width:163px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:99px;">BP24771</td>
			<td style="width:128px;">Molecular Biology</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">TEM</td>
			<td style="width:163px;">FEI</td>
			<td style="width:99px;"></td>
			<td style="width:128px;">FEI Tecnai F12</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Thiol-functionalized&#160; ssDNA&#160;</td>
			<td style="width:163px;">Biomers.net</td>
			<td style="width:99px;"></td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:179px;">Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride (TCEP-HCl)</td>
			<td style="width:163px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:99px;">PI20491</td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">UltraPure Agarose</td>
			<td style="width:163px;">Invitrogen&#160;</td>
			<td style="width:99px;">16500-100</td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Ultrapure water (Type 1)</td>
			<td style="width:163px;"></td>
			<td style="width:99px;"></td>
			<td style="width:128px;">Milli-Q Direct 8 system</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Uranyl Formate</td>
			<td style="width:163px;">Tebu-bio</td>
			<td style="width:99px;">24762-1</td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">White light transilluminator</td>
			<td style="width:163px;">UVP</td>
			<td style="width:99px;">TW-26</td>
			<td style="width:128px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assembly of gold nanorods into chiral plasmonic metamolecules using dna origami templates

מיעון הטבועה של ה-DNA אוריגמי מבנים גורם להם תבניות אידיאלי עבור הסידור של חלקיקי מתכת לתוך nanostructures plasmonic מורכבים. דיוק מרחבית גבוהה של אסיפה אוריגמי תבניות DNA מאפשר שליטה של צימוד בין plasmonic מגנטיים של חלקיקים בודדים ומאפשר התאמת אופטיות ספקטרליות nanostructures נבנה. לאחרונה, מערכות plasmonic כיראלי משכה הרבה תשומת לב בשל מתאם חזק בין תצורת המרחב של הרכבות plasmonic ותגובות אופטי שלהם (למשל, קיווטות [תקליטור]). ב פרוטוקול זה, אנו מתארים את זרימת העבודה כל לדור של ה-DNA מבוסס-אוריגמי כיראלי מכלולים של nanorods זהב (AuNRs). הפרוטוקול כולל תיאור מפורט של עקרונות והליכים ניסיוני הזיוף של ה-DNA אוריגמי תבניות, הסינתזה של AuNRs של ההרכבה של אוריגמי-AuNR מבנים. בנוסף, אפיון מבנים תוך שימוש במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים (TEM) וספקטרוסקופיה CD הינה כלולה. הפרוטוקול המתואר אינו מוגבל תצורות כיראלי ולא ניתן להתאים לבנייה של ארכיטקטורות שונות plasmonic.

TEM תמונות של ה-DNA אוריגמי תבניות, AuNRs הרכבות אוריגמי הסופי-AuNR מוצגים באיור 4, איור 5ו- איור 6א, בהתאמה. עקב העדפתן איגוד לרשתות TEM, הרכבות אוריגמי-AuNR נראים בדרך כלל כמו אוריגמי מקבילים חבילות, מוטות (איור 6א). חישול תרמי נדרש היישור הנכון של AuNRs על תבניות אוריגמי (איור 6A, B). הפרוטוקול מאפשר תפוקה גבוהה של ההרכבה של AuNRs לתוך metamolecules כיראלי עם חזק תגובות CD plasmonic (איור 7).
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>טמפרטורה (° C)</td>
			<td>זמן</td>
		</tr>
<tr>
<td>80</td>
			<td>15 דקות</td>
		</tr>
<tr>
<td>79 - 71</td>
			<td>1 ° C/1 דקות</td>
		</tr>
<tr>
<td>70 - 66</td>
			<td>1 ° C/5 דקות</td>
		</tr>
<tr>
<td>65 - 60</td>
			<td>1 ° C/30 דקות</td>
		</tr>
<tr>
<td>59 - 37</td>
			<td>1 ° C/60 דקות</td>
		</tr>
<tr>
<td>36 - 30</td>
			<td>1 ° C/15 min</td>
		</tr>
<tr>
<td>29 - 20</td>
			<td>1 ° C/5 דקות</td>
		</tr>
<tr>
<td>20</td>
			<td>. תחזיק</td>
		</tr>
</tbody></table>טבלה 1: טמפרטורות ואת המחירים עבור חישול תרמי של ה-DNA אוריגמי תבניות.
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>טמפרטורה (° C)</td>
			<td>הזמן (דקות)</td>
		</tr>
<tr>
<td>40</td>
			<td>130</td>
		</tr>
<tr>
<td>36</td>
			<td>180</td>
		</tr>
<tr>
<td>32</td>
			<td>180</td>
		</tr>
<tr>
<td>22</td>
			<td>. תחזיק</td>
		</tr>
</tbody></table>בטבלה 2: טמפרטורות והשעות מחזיק עבור חישול של תבניות אוריגמי AuNRs ודנ א. בקצב קירור בין השלבים מוגדר ב- 0.1 º C/דקה. דגימות ה-DNA אוריגמי-AuNR הם annealed תוך טלטול-400 סל ד.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig1.jpg"> איור 1 : העיצוב של metamolecules כיראלי אוריגמי תבניות דנ א. (א) לזהות את הסידור המרחבי היחסי הרצוי של nanorods זהב (AuNRs), צורה מתאימה של אוריגמי תבנית ה-DNA. (B) להעריך את הפרמטרים מבנית של AuNRs (DAuNR, L 'AuNR), התבנית אוריגמי (Wאוריגמי, Lאוריגמי, Θ). לאתר את מיקומם המשוער של סיכות מהדק זה נדרשים שינויים נוספים. תכנון (C) של ה-DNA אוריגמי תבניות באמצעות caDNAno. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig2.jpg"> איור 2 : Agarose בג'ל של אוריגמי- (א) טיהור עם 1% agarose בג'ל עבור 2 h 80 נגד אפיון (B) עם 2% agarose בג'ל במשך 4 שעות 80 נ' <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig3.jpg"> איור 3 : הטיהור agarose ג'ל אלקטרופורזה של אוריגמי-AuNRs. ג'ל (0.7%) הופעלה עבור 3.5 h 80 V על הדגימות שהוכן בעקבות ההליך הרכבה עם יחסים DNA-AuNR-כדי-אוריגמי שונים (20:1, 5:1) ודוגמאות (יחס ה-DNA-AuNRs-כדי-אוריגמי 10:1) עם או בלי חישול בהליך. לתמונות TEM של הדגימות בלהקות 1, 2 ו- 3, ראה איור 6. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig4.jpg"> איור 4 : תמונת TEM נציג של תבניות אוריגמי דנ א. המבנה אוריגמי מורכב שתי חבילות 14-סליל (80 nm x 16 nm x 8 ננומטר) מקושרים יחד על ידי סטרנד לגרדום. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig5.jpg"> איור 5 : תמונת TEM נציג AuNRs. הממדים הממוצע של AuNRs מסונתז הם 70 x 30 ננומטר. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig6.jpg"> איור 6 : TEM תמונות מכלולים אוריגמי-AuNR. (א) AuNR הדימרים על אוריגמי לאחר חישול (פס 1 באיור3). (B) AuNR הדימרים על אוריגאמי ללא מחזק (פס 2 באיור3). (ג) אוריגמי-AuNR אגרגטים (להקת 3 באיור3). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig7.jpg"> איור 7 : CD ספקטרום של ההרכבות אוריגמי-AuNR. ספקטרום תקליטור של המבנים סגורים (התבניות אוריגמי קבוע על ידי מנעול גדילי לתוך תצורה ימני, עם 50° בין שתי חבילות אוריגמי) ואת המבנה פתוח (התבניות אוריגמי ללא מנעול גדילי). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Assembly of Gold Nanorods into Chiral Plasmonic Metamolecules Using DNA Origami Templates at JoVE.com

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

אנו מתארים את פרוטוקול מפורט עבור DNA מבוסס-אוריגמי הרכבה של nanorods זהב לתוך כיראלי metamolecules plasmonic עם chiroptical חזקה תגובות. הפרוטוקול אינה מוגבלת תצורות כיראלי ולא ניתן להתאים בקלות על הזיוף של ארכיטקטורות שונות plasmonic.

הרכבה של Nanorods זהב לתוך כיראלי Metamolecules Plasmonic באמצעות תבניות אוריגמי דנ א

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

שיטה זו מאפשרת ייצור של הרכבות כיראליות פלסמוניות תלת מימדיות עם תגובות כירופטיות חזקות. היתרון העיקרי של גישה זו הוא שהיא מאפשרת ייצור של nanostructures מתכת מורכבים באמצעות כלי תוכנה זמינים בחופשיות וציוד מעבדה ביוכימיה משותף. הדגמת ההליך תהיה ייקה הואנג סטודנט לתואר שני ומין-קה נגוין פוסט-דוק מהמעבדה שלי.השתמש caDNAno לעצב תבנית אוריגמי DNA. נתב את הפיגום בגדילי סיכות בהתאם לצורה הרצויה של התבנית. לאחר מכן צור את רצפי גדילי ההידוק על-ידי לחיצה על כלי רצף.לחצו על הכלי צבע וסינו את גדילי ההידוק הדורשים שינוי נוסף. לחצו על כלי הייצוא לייצוא רצפי הידוק הדנ"א לקובץ CSV. לאחר מכן יבא את קובץ ה- CSV ליישום גיליון אלקטרוני.הוסף רצף פוליאדנין בסוף סיכות לשמש כידיות עבור הרכבת ננורוד זהב. שנה את גדילי ההידוק באתרי הנעילה המעוצבים באמצעות רצפי נעילה. הכן מלאי עובד של גדילי סיכה כולל גדילים עם ידיות ומנעולים על ידי ערבוב כמויות שוות של ריכוז אוליגונוקלאוטידים מצרך מנורמל.לאחר מכן להכין את תערובת אוריגמי כמפורט בפרוטוקול הטקסט. אנאל את התערובת בתרמוצ'ילר מ 80 מעלות עד 20 מעלות צלזיוס. לקבלת 1% ג'ל, להמיס גרם אחד של אגרוז ב 100 מיליליטר של TBE על ידי חימום התערובת במיקרוגל.הוסף 10 microliters של 10, 000X כתם DNA על פי מפרט הכתם. כדי למזער את החשיפה לאור UV בשלב החילוץ השתמש בכתם DNA שניתן לדמיין תחת העירור הכחול. השליכו את הג'ל וה הדגירה במשך 30 דקות בטמפרטורת החדר.ואז למקם את קופסת הג'ל באמבט מי קרח. הוסף מאגר טעינה לדגימות אוריגמי טען את הדגימות לתוך בארות עם נפח מתאים על פי חרוט בשימוש. הפעל את האלקטרופורזה במשך שעתיים ב 80 וולט.תדמיין את הג'ל עם הג'ל. השתמש transilluminator אור כחול כדי לדמיין את הרצועות לחתוך את הלהקה אוריגמי. ואז לרסק את הג'ל על פרפילם ולחלץ את הנוזל.תשואת ההתאוששות היא כ 40% פיפטה הנוזל לתוך יחידת סינון צנטריפוגלי להסתובב ב 3, 000 פעמים G במשך חמש דקות. למדוד את ספיגת הפתרון אוריגמי ב 260 ננומטר עם ספקטרומטר UV גלוי. כדי להכין את nanorods זהב, להמיס 0.55 גרם של CTAB ו 0.037 גרם של 2, 6-דיהידרוקסיבנזואיקון חומצה ב 15 מיליליטר של מים חמים בבקבוקון תחתון עגול.לאחר קירור הפתרון ל 30 מעלות צלזיוס, להוסיף 600 microliters של ארבעה מילימולר כסף חנקתי ומערבבים ב 450 סל"ד במשך שתי דקות. השאירו את הפתרון ללא הפרעה במשך 15 דקות ב 30 מעלות צלזיוס. לאחר מכן, מוסיפים 15 מיליליטר של מימן מילימולרי אחד tetrachloroaurate לפתרון ומערבבים ב 450 סל"ד במשך 15 דקות.כמו כן, להוסיף 120 microliters של 64 מילימולר L-אסקורבי חומצה ומערבבים מיד ב 1, 200 סל"ד במשך 30 שניות. עכשיו, להוסיף 12 microliters של זרעי זהב וממשיך לבחוש ב 1, 200 סל"ד במשך 30 שניות. הדגירה את הפתרון באמבט מים ב 30 מעלות צלזיוס במשך 18 שעות.אין להפריע לפתרון ולהשתמש בכובע כדי לסגור את הבקבוקון. העבר את הפתרון הביא צינורות צנטריפוגה צנטריפוגה ב 9, 500 פעמים G במשך 12 דקות ב 20 מעלות צלזיוס. השליכו את העל-טבעי ופיזרו את גלולת הכדור ב-20 מיליליטר של מים טהורים במיוחד.בצע עוד צעד צנטריפוגה אחד ולאחר מכן לפזר את גלולה הסופית בשלושה מיליליטר של מים מזוקקים. להעריך את הריכוז של nanorods זהב ממדידת ספיגה גלוי UV באמצעות מקדם ההכחדה עבור תהודה פלסמון אורך. מערבבים 150 מיקרוליטרים של 10 nanorods זהב ננומולרים ו 40 microliters של 0.5 מילימולר TCEP מטופלים THIOL DNA.הוסף 1%SDS לפתרון ננורוד זהב עד ריכוז SDS הסופי של 0.05% הוא הגיע. התאימו את ה-PH ל-2.5 עד 3 עם מיקרוליטר אחד בערך של HCL אחד דיוח. דגירה במשך שעתיים תוך כדי רעידות ב 70 סל"ד.מוסיפים נתרן כלורי כדי להגיע לריכוז נתרן כלורי סופי של 0.5 טוחן ודגירה במשך ארבע שעות בטמפרטורת החדר תוך כדי רעידות ב-70 סל"ד. לאחר מכן, להתאים את PH כ 8.5 עם חיץ TBE 10X ודגירה לאורך הלילה. לשטוף את nanorods זהב DNA ארבע פעמים על ידי ערבוב הדגימות עם מיליליטר אחד של חיץ כביסה צנטריפוגה ב 7, 000 פעמים G במשך 30 דקות.הסר את supernatant ולתלות מחדש את nanorods זהב DNA בנוזל הנותר. להעריך את הריכוז של ננורודים זהב DNA ממדידת ספיגה גלוי UV כמו קודם. הוסף מגנזיום כלורי לפתרון של nanorods זהב DNA מטוהרים לריכוז סופי של 10 מילימולר.מערבבים את ננורוד זהב DNA מטוהרים אוריגמי ליחס של 10 לאחד ומניבים את התערובת במיקסר עם בקרת טמפרטורה מ 40 מעלות צלזיוס עד 20 מעלות צלזיוס תוך רועד ב 400 סל"ד. השתמש 0.7% agarose אלקטרופורזה ג'ל לטהר את המבנים הסופיים זהב אוריגמי nanorod. להדמיית TEM, יש לערבב 200 מיקרוליטרים של תמיסת 0.75%uranyl formate ומיקרוליטר אחד של חמישה נתרן הידרוקסידי טוחן.וורטקס מיד לשתיים עד שלוש דקות. צנטריפוגה פתרון הכתם במשך שלוש עד ארבע דקות ב 14, 000 פעמים G.Then, להגן על הכתם מפני חשיפה לאור על ידי עטיפת אותו בנייר אלומיניום. לאחר הגדלת ההידרופליטיות של רשתות TEM כמתואר בפרוטוקול הטקסט, פיפטה חמש טיפות מדגם microliter ברשת TEM.לאחר דגירה של חמש עד שמונה דקות, הסר את הירידה על-ידי נגיעה עדין בנייר סינון עם קצה הרשת. עכשיו, פיפטה טיפה אחת גדולה וירידה אחת קטנה של תסמת הכתם על חתיכת פרפילם. שים את הרשת על טיפת פתרון הכתם הקטן ויבש מיד על ידי נגיעה בנייר המסנן עם קצה הרשת.לאחר מכן, לשים אותו על ת פתרון הכתם הגדול טיפה במשך 30 שניות. מוצגת כאן תמונת TEM של תבניות אוריגמי DNA. מבנה האוריגמי מורכב משני 14 חבילות סליל המקושרות זו לזו על ידי גדיל הפיגום.כאן מוצגת תמונת TEM מייצגת של ננו-רודס מזהב. הממדים הממוצעים של ננו-רוד זהב מסונתז הם 70 על 30 ננומטר. תמונה זו מציגה דימרים ננו-רוד זהב על אוריגמי לאחר חישול.בשל העדפתם מחייב לרשתות TEM, הרכבות ננורוד זהב אוריגמי נתפסים בדרך כלל כמו חבילות אוריגמי מקבילות מוטות. הפרוטוקול מאפשר תשואות גבוהות של הרכבה של nanorods זהב לתוך מולקולות מטא כיראלי עם תגובות חזקות dichroism מעגלי פלסמוני. להלן הספקטרום של המבנים הסגורים והמבנים הפתוחים.לאחר התפתחותה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים לחקור תכונות אופטיות פלסמוניות של ננו-מבני מתכת מורכבים בהרכבה עצמית. כפי שמתואר בפרוטוקול הטקסט, מספר כימיקלים מסוכנים משמשים בשיטה זו. נא בדוק היטב את גליון הנתונים של בטיחות החומרים ונקוט באמצעי זהירות נחוצים.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Organic Chemistry

Chemistry

Unit 1

Stereoisomerism

SCIENTISTS IN ACTION

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

אוריגמי השראה עצמית הרכבה של חלקיקים בדוגמת וReconfigurable

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

Template Directed Synthesis of Plasmonic Gold Nanotubes with Tunable IR Absorbance

תבנית בימוי סינתזה של צינוריות זהב Plasmonic עם ספיג IR מתכוונן

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) ...

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

מתקפל ואפיון של רובוט ביו-תגובה מה- DNA אוריגמי

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 Mica and Silicon Substrates for DNA Origami Analysis and Experimentation

הכנת מצעים נציץ והסיליקון לDNA אוריגמי ניתוח וניסויים

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

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

סינתזה הידרוקינון המבוססת של Nanorods הזהב

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

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

ריפוי גנטי בהשראת Polycation ציפוי הגנה על ה-DNA אוריגמי Nanostructures

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

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

DNA אוריגמי-תיווך המצע Nanopatterning של מבנים אורגניים עבור יישומים חישה

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

Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks (MOFs)

Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks MOFs

פיתוח זרזים הטרוגנית אנאנטיוניקטיביים באמצעות מתכת כיאלית-אורגנית מסגרות (MOFs)

Substrate size discrimination by the pore size and homogeneity of the chiral environment at the reaction sites are important issues in the validation of ...

Quantitative SERS Detection of Uric Acid via Formation of Precise Plasmonic Nanojunctions within Aggregates of Gold Nanoparticles and Cucurbit[n]uril

Quantitative SERS Detection of Uric Acid via Formation of Precise Plasmonic Nanojunctions within Aggregates of Gold Nanoparticles and Cucurbit[n]uril

זיהוי SERS כמותי של חומצת שתן באמצעות היווצרות של ננו-צווים פלסמוניים מדויקים בתוך אגרגטים של ננו-חלקיקי זהב ו-Cucurbit[n]uril

This work describes a rapid and highly sensitive method for the quantitative detection of an important biomarker, uric acid (UA), via surface-enhanced ...

Single-Molecule SERS Measurements Enabled by Plasmonic DNA Origami Nanoantennas

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

Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Measurements Enabled by Plasmonic DNA Origami Nanoantennas (Video) | JoVE 

מדידות פיזור ראמאן משופרות על פני השטח של מולקולה אחת המופעלות על ידי ננו-אנטנות אוריגמי DNA פלסמוני

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