Name: assembly of gold nanorods into chiral plasmonic metamolecules using dna origami templates
Uploaded: 2019-03-05T14:30:00
Duration: 9 min 17 s
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लेखक सीडी स्पेक्ट्रोमीटर के साथ उसकी सहायता के लिए एस voutilainen धन्यवाद. लेखकों ओटानानो-नैनोमिकरोस्कोपी सेंटर (aalto-nmc) में aalto विश्वविद्यालय द्वारा सुविधाओं और तकनीकी सहायता के प्रावधान को स्वीकार करते हैं । इस काम को फिनलैंड की अकादमी (ग्रांट ३०८९९२) और यूरोपियन यूनियन के क्षितिज २०२० अनुसंधान और नवाचार कार्यक्रम के तहत मैरी skłodowska-क्यूरी ग्रांट एग्रीमेंट No. ७१३६४ द्वारा समर्थित किया गया था ।

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

प्रोटोकॉल डिजाइन, विधानसभा, शुद्धिकरण, और aunrs के डीएनए origami आधारित चिरल विधानसभाओं के लक्षण वर्णन के पूरे कार्यप्रवाह का परिचय । प्रोटोकॉल में प्रयुक्त डीएनए origami टेम्पलेट्स उत्तेजकों के निर्माण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं-उत्तरदायी विधानसभाओं. प्रतिक्रियाओं के विभिन्न प्रकार और functionalizes ताला किस्में कि origami टेम्पलेट के चिरल राज्य को परिभाषित करने में शामिल किया जा सकता (चित्रा 1बी)24,25,26,31. स्थैतिक असेंबली के लिए, सरल ब्लॉक-आकार वाले टेंपलेट्स अक्सर पर्याप्त14,४५,४६,४७होते हैं ।
प्लास्मोनिक नैनोस्ट्रक्चर के निर्माण के लिए डीएनए origami-आधारित दृष्टिकोण डीएनए origami तकनीक४८की सीमाओं को इनहेरिट करता है । origami टेम्पलेट्स का आकार आमतौर पर पाड़ कतरा के आकार के द्वारा सीमित है. डीएनए संरचनाओं की स्थिरता कानून-नमक की स्थिति के तहत कम हो जाती है । सिंथेटिक स्टेपल किस्में की लागत नहीं बल्कि उच्च रहता है । हालांकि, संरचनात्मक डीएनए नैनो के क्षेत्र में हाल के घटनाक्रम इन सीमाओं को दूर करने की उम्मीद कर रहे हैं४९,५०,५१,५२,५३,५४ , ५५.
aunrs३४,३५,३६,३७के चिरल विधानसभाओं पैदा करने के लिए अन्य आणविक आधारित दृष्टिकोणों की तुलना में, डीएनए origami स्थानिक परिशुद्धता और प्रोग्रामेबिलिटी के एक उच्च स्तर प्रदान करता है ।
किरल असेंबलियों की विश्वसनीय और पुनरुत्पादनीय ऑप्टिकल प्रतिक्रियाओं को प्राप्त करने के लिए, हम दृढ़ता से aunr संश्लेषण४०के लिए प्रोटोकॉल्स को अनुकूल करने की अनुशंसा करते हैं, क्योंकि व्यावसायिक उत्पादों की गुणवत्ता और ऑप्टिकल गुण बैचेस के बीच भिन्न हो सकते हैं । अतिरिक्त अनीलन (चरण ६.२) को अक्सर डीएनए origami टेम्पलेट्स (चित्रा 6) के लिए aunrs की सही लगाव सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है ।
अंत में, यहां वर्णित प्रोटोकॉल चिरल विधानसभाओं तक ही सीमित नहीं है । डीएनए origami जटिल plasmonic nanostructures9,10के निर्माण के लिए एक बहुत लचीला मंच प्रदान करता है ।

डीएनए nanostructures, विशेष रूप से डीएनए origami, व्यापक रूप से अणुओं और अन्य nanostructures घटकों की व्यवस्था करने के लिए इस्तेमाल किया गया है (जैसे, प्रोटीन और नैनोकणों [एनपीएस]), नैनोमीटर परिशुद्धता के साथ लगभग मनमाने ढंग से geometries1,2 , 3 , 4 , 5. एक उच्च उपज और सटीकता के साथ डीएनए origami टेम्पलेट्स पर धातु एनपीए की व्यवस्था करने की क्षमता उपन्यास ऑप्टिकल गुण के साथ plasmonic संरचनाओं के निर्माण में सक्षम बनाता है6,7,8, 9 , 10. डीएनए origami तकनीक विशेष रूप से चिरल plasmonic संरचनाओं की पीढ़ी के लिए उपयोगी है, जो वास्तव में तीन आयामी आर्किटेक्चर की आवश्यकता11,12,13, 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20.
इस प्रोटोकॉल में विस्तार से डीएनए origami के निर्माण की पूरी प्रक्रिया का वर्णन है-aunrs के चिरल विधानसभाओं templated । डिजाइन21 और संरचना भविष्यवाणी22,डीएनए origami के23 के लिए इस्तेमाल किया सॉफ्टवेयर सहज और स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है । origami निर्माण और aunr संश्लेषण आम जैव रसायन प्रयोगशाला उपकरण का उपयोग करें (जैसे, thermocyclers, जेल वैद्यरसंचलन, गर्म प्लेटें, centrifuges) । संरचनाओं मानक TEM और सीडी स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग कर विशेषता है ।
ऊपर से नीचे के तरीकों के साथ समान plasmonic nanostructures के निर्माण (जैसे, इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी) बल्कि जटिल और महंगी उपकरणों की आवश्यकता होगी । इसके अलावा, डीएनए origami टेम्पलेट्स plasmonic विधानसभाओं में संरचनात्मक reconfigurability शामिल करने के लिए संभावना प्रदान करते हैं24,25,26,27,28,29 ,30,31,३२,३३, जो लिथोग्राफी तकनीकों के साथ निर्मित संरचनाओं के लिए अत्यंत चुनौतीपूर्ण है । अन्य आणविक-आधारित दृष्टिकोणों की तुलना में३४,३५,३६,३७, डीएनए origami आधारित निर्माण, स्थानिक परिशुद्धता और प्रोग्रामेबिलिटी का एक उच्च स्तर प्रदान करता है ।

<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

डीएनए origami संरचनाओं की अंतर्निहित addressability उंहें आदर्श जटिल plasmonic नैनोकणों में धातु नैनोकणों की व्यवस्था के लिए टेंपलेट्स बनाता है । एक डीएनए origami-templated विधानसभा के उच्च स्थानिक परिशुद्धता व्यक्तिगत कणों के plasmonic अनुनादों के बीच युग्मन को नियंत्रित करने और निर्माण nanostructures के ऑप्टिकल संपत्तियों दर्जी सक्षम बनाता है की अनुमति देता है । हाल ही में, चिरल plasmonic प्रणालियों plasmonic विधानसभाओं और उनके ऑप्टिकल प्रतिक्रियाओं के स्थानिक विंयास के बीच मजबूत संबंध के कारण ध्यान की एक बहुत आकर्षित किया (जैसे, परिपत्र dichroism [सीडी]) । इस प्रोटोकॉल में, हम गोल्ड नैनोरोड्स (aunrs) के डीएनए origami आधारित चिरल विधानसभाओं की पीढ़ी के लिए पूरे कार्यप्रवाह का वर्णन । प्रोटोकॉल डिजाइन सिद्धांतों और डीएनए origami टेम्पलेट्स के निर्माण के लिए प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं का एक विस्तृत विवरण शामिल, aunrs के संश्लेषण, और origami के विधानसभा-aunrs संरचनाओं. इसके अलावा, संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (TEM) और सीडी स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग संरचनाओं के लक्षण वर्णन शामिल है । वर्णित प्रोटोकॉल चिरल विंयास तक ही सीमित नहीं है और विभिंन plasmonic architectures के निर्माण के लिए अनुकूलित किया जा सकता है ।

एन डी ए की छवियों डीएनए origami टेम्पलेट्स, aunrs, और अंतिम origami-aunrs विधानसभाओं चित्रा 4में दिखाया गया है, चित्रा 5, और चित्रा 6A, क्रमशः. उनके लिए उनि ग्रिड को बाध्यकारी वरीयता के कारण, origami-aunr विधानसभाओं आमतौर पर समानांतर origami बंडलों और छड़ (चित्रा 6ए) के रूप में देखा जाता है । थर्मल अनीलन origami टेम्पलेट्स पर aunrs के सही संरेखण के लिए आवश्यक है (चित्रा 6ए, बी). प्रोटोकॉल मजबूत plasmonic सीडी प्रतिक्रियाओं (चित्रा 7) के साथ चिरल मेटामॉलेक्सिक में aunrs के विधानसभा की उच्च पैदावार को सक्षम बनाता है ।
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>तापमान (° c)</td>
			<td>समय</td>
		</tr>
<tr>
<td>८०</td>
			<td>15 मिनट</td>
		</tr>
<tr>
<td>७९-७१</td>
			<td>1 ° c/1 मिनट</td>
		</tr>
<tr>
<td>७०-६६</td>
			<td>1 ° c/5 min</td>
		</tr>
<tr>
<td>६५-६०</td>
			<td>1 ° c/30 min</td>
		</tr>
<tr>
<td>५९-३७</td>
			<td>1 ° c/६० मिनट</td>
		</tr>
<tr>
<td>३६-30</td>
			<td>1 ° c/15 मिनट</td>
		</tr>
<tr>
<td>29-20</td>
			<td>1 ° c/5 min</td>
		</tr>
<tr>
<td>20</td>
			<td>पकड़</td>
		</tr>
</tbody></table>तालिका 1: तापमान और डीएनए origami टेम्पलेट्स के थर्मल अनीलन के लिए दरें.
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>तापमान (° c)</td>
			<td>समय (min)</td>
		</tr>
<tr>
<td>४०</td>
			<td>१३०</td>
		</tr>
<tr>
<td>३६</td>
			<td>१८०</td>
		</tr>
<tr>
<td>३२</td>
			<td>१८०</td>
		</tr>
<tr>
<td>22</td>
			<td>पकड़</td>
		</tr>
</tbody></table>तालिका 2: तापमान और aunrs और डीएनए origami टेम्पलेट्स के अनीलन के लिए समय धारण. चरणों के बीच शीतलन दर ०.१ डिग्री सेल्सियस पर सेट है/ डीएनए origami-aunr नमूने annealed जबकि ४०० rpm पर मिलाते हैं ।
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig1.jpg"> चित्रा 1 : डीएनए की डिजाइन origami-templated चिरल metamolecules । (क) स्वर्ण नैनोरोड्स (aunrs) के वांछित सापेक्ष स्थानिक व्यवस्था की पहचान और डीएनए origami टेम्पलेट का एक उपयुक्त आकार । (ख) औंरों के संरचनात्मक मापदंडों का अनुमान लगाना (डीaunrs, launrs) और origami टेम्पलेट (Worigami, lorigami, Θ). स्टेपल कि आगे संशोधन की जरूरत के अनुमानित पदों की स्थिति जानें । (ग) कैडनैनो का उपयोग कर डीएनए origami टेम्पलेट्स के डिजाइन. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig1large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig2.jpg"> चित्रा 2 : ऑरगमी का एगैरोस जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस । (क) ८० पर 2 ज के लिए 1% एगारोस जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस के साथ शुद्धि (ख) 2% agarose जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस के साथ 4 एच के लिए ८० वी में लक्षण वर्णन <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig2large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने</a> के लिए ।
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig3.jpg"> चित्रा 3 : ऑरगस-औंर की एगैरोस जेल इलेक्ट्रोफोरोसिस शुद्धिकरण । जेल (०.७%) अलग डीएनए के साथ विधानसभा प्रक्रिया के बाद तैयार नमूनों के लिए ८० V पर ३.५ h के लिए चलाया गया था-aunr-करने वाली origami अनुपात (20:1, 5:1) और नमूने (10:1 डीएनए-aunr-से-origami के लिए) के साथ/ 1, 2, और 3 बैंड में नमूनों की उनि छवियों के लिए, चित्रा 6देखें. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig3large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig4.jpg"> चित्रा 4 : डीएनए origami टेम्पलेट्स के प्रतिनिधि उनि छवि. origami संरचना २ १४ के होते हैं-हेलिक्स बंडलों (८० एनएम x 16 एनएम x 8 एनएम) पाड़ कतरा द्वारा एक साथ जुड़ा हुआ है । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig4large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig5.jpg"> चित्रा 5 : औंर के प्रतिनिधि उनि छवि । संश्लेषित aunrs के औसत आयाम हैं ७० x 30 एनएम. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig5large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig6.jpg"> चित्रा 6 : origami की उनि छवियां-aunr विधानसभाओं । (क) आन्लिंग के बाद ऑरगमी (बैंड 1 में चित्रा 3) पर आऊंर डायमर्स । (ख) आन्लन के बिना ऑरगमी पर औंर डायमर्स ( चित्रा 3में बैंड 2) । (ग) Origami-aunr समुच्चय (बैंड 3 में चित्रा 3) । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig6large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59280/59280fig7.jpg"> चित्रा 7 : origami की सीडी स्पेक्ट्रा-aunr विधानसभाओं । बंद संरचनाओं की सीडी स्पेक्ट्रा (origami एक दाएँ हाथ विन्यास में ताला किस्में द्वारा तय टेम्पलेट्स, दो origami बंडलों के बीच ५० डिग्री के साथ) और खुला संरचना (ताला किस्में बिना origami टेम्पलेट्स). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59280/59280fig7large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।</a>

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

हम डीएनए origami के लिए विस्तृत प्रोटोकॉल का वर्णन-मजबूत chiroptical प्रतिक्रियाओं के साथ चिरल plasmonic मेटाअणु में सोने nanorods के आधार पर विधानसभा । प्रोटोकॉल चिरल विंयास तक ही सीमित नहीं है और आसानी से विभिंन plasmonic architectures के निर्माण के लिए अनुकूलित किया जा सकता है ।

डीएनए Origami टेम्पलेट्स का उपयोग कर चिरल plasmonic मेटामोलेक्सिक में सोने nanorods के विधानसभा

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

यह विधि मजबूत किरोप्टिकल प्रतिक्रियाओं के साथ त्रि-आयामी चिरल प्लाज्मोनिक विधानसभाओं के निर्माण की अनुमति देती है। इस दृष्टिकोण का मुख्य लाभ यह है कि यह स्वतंत्र रूप से उपलब्ध सॉफ्टवेयर उपकरणों और आम बायोकेमिस्ट्री लैब उपकरणों का उपयोग करके जटिल धातु नैनोस्ट्रक्चर के निर्माण को सक्षम बनाता है। प्रक्रिया का प्रदर्शन Yike हुआंग एक स्नातक छात्र और मिंह-खा गुयेन मेरी प्रयोगशाला से एक पोस्टडॉक होगा ।डीएनए ओरिगेमी टेम्पलेट डिजाइन करने के लिए caDNAno का उपयोग करें। टेम्पलेट के वांछित आकार के अनुसार मुख्य किस्में में पाड़ मार्ग। फिर अनुक्रम उपकरण पर क्लिक करके स्टेपल स्ट्रैंड सीक्वेंस जेनरेट करें।पेंट टूल पर क्लिक करें और स्टेपल किस्में चिह्नित करें जिन्हें आगे संशोधन की आवश्यकता होती है। डीएनए स्टेपल सीक्वेंस को सीएसवी फाइल में निर्यात करने के लिए निर्यात उपकरण पर क्लिक करें। फिर सीएसवी फाइल को स्प्रेडशीट एप्लीकेशन में आयात करें।सोने नैनोरॉड विधानसभा के लिए हैंडल के रूप में इस्तेमाल किया जा करने के लिए स्टेपल के अंत में एक पॉलीएडेनिन अनुक्रम जोड़ें । लॉक दृश्यों के साथ डिजाइन किए गए लॉक साइटों पर स्टेपल किस्में संशोधित करें। एकाग्रता सामान्यीकृत स्टेपल ओलिगोन्यूक्लियोटाइड की समान मात्रा को मिलाकर हैंडल और ताले के साथ किस्में सहित स्टेपल किस्में का एक काम स्टॉक तैयार करें।इसके बाद ओरिगेमी मिश्रण को टेक्स्ट प्रोटोकॉल में विस्तृत रूप से तैयार करें। 80 डिग्री से 20 डिग्री सेल्सियस तक थर्मोसाइकिलर में मिश्रण एनील। 1% जेल के लिए, माइक्रोवेव ओवन में मिश्रण को गर्म करके 100 मिलीलीटर TBE में एक ग्राम एगर उठी भंग करें।दाग स्पेसिफिकेशन के अनुसार 10, 000X डीएनए दाग के 10 माइक्रोलीटर जोड़ें। निष्कर्षण चरण में यूवी प्रकाश के संपर्क को कम करने के लिए एक डीएनए दाग है कि नीले उत्तेजन के तहत कल्पना किया जा सकता है का उपयोग करें । जेल कास्ट करें और कमरे के तापमान पर 30 मिनट के लिए इनक्यूबेट करें।इसके बाद जेल बॉक्स को आइस वाटर बाथ में रखें। ओरिगेमी नमूनों में लोडिंग बफर जोड़ें और उपयोग किए गए शंकु के अनुसार उचित मात्रा के साथ नमूनों को कुओं में लोड करें। इलेक्ट्रोफोरेसिस को 80 वोल्ट पर दो घंटे तक चलाएं।जेल इमेजर के साथ जेल की छवि। बैंड की कल्पना करने और ओरिगेमी बैंड को काटने के लिए नीली रोशनी वाले ट्रांसिलुमिनेटर का उपयोग करें। फिर पैराफिल्म पर जेल तोड़ और तरल निकालने।वसूली उपज लगभग 40% पिपेट तरल को एक अपकेंद्रित्र फिल्टर इकाई में और पांच मिनट के लिए 3, 000 बार जी पर स्पिन होती है। यूवी दृश्य स्पेक्ट्रोमीटर के साथ 260 नैनोमीटर पर ओरिगामी समाधान के अवशोषण को मापें। सोने के नैनोरोड तैयार करने के लिए, एक गोल नीचे फ्लास्क में 15 मिलीलीटर गर्म पानी में 0.55 ग्राम सीटीबीएबी और 0.037 ग्राम 2, 6-डिहाइड्रोक्सीबेंजिक एसिड को भंग करें।समाधान को 30 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा करने के बाद, चार मिलीमोलर सिल्वर नाइट्रेट के 600 माइक्रोलीटर जोड़ें और दो मिनट के लिए 450 आरपीएम पर हलचल करें। समाधान को 30 डिग्री सेल्सियस पर 15 मिनट के लिए अशान्त छोड़ दें। इसके बाद, समाधान में एक मिलीमोलर हाइड्रोजन टेट्राक्लोरौरेट के 15 मिलीलीटर जोड़ें और 15 मिनट के लिए 450 आरपीएम पर हलचल करें।साथ ही 64 मिलीमोलर एल-एस्कॉर्बिक एसिड के 120 माइक्रोलीटर डालें और तुरंत 30 सेकंड के लिए 1, 200 आरपीएम पर हलचल करें। अब, सोने के बीज के 12 माइक्रोलीटर जोड़ें और 30 सेकंड के लिए 1, २०० आरपीएम पर सरगर्मी रहता है । 18 घंटे के लिए 30 डिग्री सेल्सियस पर एक पानी स्नान में समाधान इनक्यूबेट।समाधान को परेशान न करें और फ्लास्क को बंद करने के लिए टोपी का उपयोग करें। 20 डिग्री सेल्सियस पर 12 मिनट के लिए 9, 500 बार जी पर अपकेंद्रित्र ट्यूब और अपकेंद्रित्र के लिए परिणामी समाधान स्थानांतरित करें। सुपरनेट को त्यागें और 20 मिलीलीटर अल्ट्रा शुद्ध पानी में गोली को तितर-बितर करें।एक और अपकेंद्रित्र कदम प्रदर्शन करते हैं और फिर तीन मिलीलीटर आसुत पानी में अंतिम गोली को तितर-बितर करें। देशांतर प्लाजा अनुनाद के लिए विलुप्त होने के गुणांक का उपयोग कर एक यूवी दृश्य अवशोषण माप से सोने नैनोरोड की एकाग्रता का अनुमान है। 10 नैनोमोल्लर गोल्ड नैनोरोड्स के 150 माइक्रोलीटर और 0.5 मिलीमोलर टीएमईपी के 40 माइक्रोलीटर को मिलाकर थियाल डीएनए का इलाज किया।0.05% की अंतिम एसडीएस एकाग्रता तक पहुंचने तक सोने के नैनोरॉड समाधान में 1% एसडीएस जोड़ें। पीएच को एक मोलर एचसीएल के लगभग एक माइक्रोलीटर के साथ 2.5 और तीन के बीच समायोजित करें। 70 आरपीएम पर मिलाते हुए दो घंटे तक इनक्यूबेट किया।सोडियम क्लोराइड जोड़ें ०.५ मोलर के एक अंतिम सोडियम क्लोराइड एकाग्रता तक पहुंचने के लिए और कमरे के तापमान पर चार घंटे के लिए इनक्यूबेट जबकि ७० आरपीएम पर मिलाते हुए । फिर, पीएच को 10X TBE बफर और रात में इनक्यूबेट के साथ लगभग 8.5 में समायोजित करें। डीएनए गोल्ड नैनोरोड्स को 30 मिनट के लिए 7, 000 बार जी पर वॉशिंग बफर और सेंट्रलाइज के एक मिलीलीटर के साथ मिलाकर चार बार धोएं ।सुपरनेट निकालें और शेष तरल में डीएनए गोल्ड नैनोरोड्स को फिर से रीसस्ट करें। पहले की तरह एक यूवी दृश्य अवशोषण माप से डीएनए सोने नैनोरोड की एकाग्रता का अनुमान लगाएं। शुद्ध डीएनए सोने नैनोरोड के समाधान के लिए मैग्नीशियम क्लोराइड जोड़ें 10 मिलीमोलर की अंतिम एकाग्रता के लिए।शुद्ध डीएनए सोने नैनोरोड्स और ओरिगेमी को 10 से एक अनुपात में मिलाएं और 400 आरपीएम पर मिलाते हुए 40 डिग्री सेल्सियस से तापमान नियंत्रण के साथ मिक्सर में मिश्रण को 20 डिग्री सेल्सियस तक पैदा करें। अंतिम ओरिगेमी गोल्ड नैनोरॉड संरचनाओं को शुद्ध करने के लिए 0.7% एगर उठे जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस का उपयोग करें। टेम इमेजिंग के लिए, 0.75% यूरेरियल फोरमेट समाधान के 200 माइक्रोलीटर और पांच मोलर सोडियम हाइड्रोक्साइड के 1 माइक्रोलीटर मिलाएं।भंवर तुरंत दो से तीन मिनट के लिए। 14, 000 बार जी. तो पर तीन से चार मिनट के लिए दाग समाधान अपकेंद्रित्र, यह एल्यूमीनियम पन्नी में लपेटकर प्रकाश जोखिम से दाग की रक्षा । पाठ प्रोटोकॉल में वर्णित TEM ग्रिड की हाइड्रोफैलिटी बढ़ाने के बाद, TEM ग्रिड पर पांच माइक्रोलीटर नमूना गिरता है।पांच से आठ मिनट की इनक्यूबेशन के बाद, धीरे ग्रिड के किनारे के साथ एक फिल्टर पेपर को छूने से ड्रॉप को हटा दें । अब, एक बड़ी बूंद और पैराफिल्म के एक टुकड़े पर दाग समाधान की एक छोटी सी बूंद को पिपेट करें। ग्रिड के किनारे के साथ फिल्टर पेपर को छूकर छोटे दाग समाधान ड्रॉप पर ग्रिड डालें और तुरंत सूख जाएं।फिर, इसे 30 सेकंड के लिए बड़े दाग समाधान ड्रॉप पर रखें। यहां दिखाया गया डीएनए ओरिगामी टेम्पलेट्स की एक TEM छवि है । ओरिगेमी संरचना में पाड़ स्ट्रैंड द्वारा एक साथ जुड़े दो 14 हेलिक्स बंडल होते हैं।यहां, सोने के नैनोरोड की एक प्रतिनिधि TEM छवि दिखाई गई है। संश्लेषित सोने के नैनोरोड के औसत आयाम 70 बाय 30 नैनोमीटर हैं। यह छवि एनीलिंग के बाद ओरिगेमी पर सोने के नैनोरॉड डिमर्स दिखाती है।TEM ग्रिड के लिए उनकी बाध्यकारी वरीयता के कारण, ओरिगेमी गोल्ड नैनोरॉड असेंबली आमतौर पर समानांतर ओरिगेमी बंडलों और छड़ के रूप में देखी जाती हैं। प्रोटोकॉल मजबूत प्लाज्मोनिक परिपत्र डिक्रोमिज्म प्रतिक्रियाओं के साथ चिरल मेटा-अणुओं में सोने नैनोरोड की असेंबली की उच्च पैदावार को सक्षम बनाता है। यहां दिखाया गया है बंद संरचनाओं और खुली संरचनाओं के स्पेक्ट्रा हैं।इसके विकास के बाद, इस तकनीक ने शोधकर्ताओं के लिए जटिल स्व-इकट्ठे धातु नैनोस्ट्रक्चर के प्लाज्मोनिक ऑप्टिकल गुणों का पता लगाने का मार्ग प्रशस्त किया। जैसा कि टेक्स्ट प्रोटोकॉल में बताया गया है, इस विधि में कई खतरनाक रसायनों का उपयोग किया जाता है। कृपया सामग्री सुरक्षा डेटा शीट की सावधानी से जांच करें और आवश्यक सावधानी बरतें।

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

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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 

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