Многие исследователи, в том числе команда МакГилла, ранее сконструировали нанотрубки, используя метод, основанный на спонтанной сборке ДНК в растворе. Новый метод, опубликованный сегодня в журнале Nature Chemistry, обещает привести к меньшему количеству структурных дефектов, чем метод спонтанной сборки.
Подход с использованием строительных блоков также позволяет лучше контролировать размер и структуру структур ДНК, сообщают ученые.«Как и в игре« Тетрис », где мы манипулируем элементами игры с целью создания горизонтальной линии из нескольких блоков, теперь мы можем строить длинные нанотрубки блок за блоком», — сказал Амани Харири, аспирант химического факультета Макгилла и руководитель автор исследования. «Используя флуоресцентный микроскоп, мы можем дополнительно визуализировать формирование пробирок на каждом этапе сборки, поскольку каждый блок помечен флуоресцентным соединением, которое служит маяком.
Затем мы можем подсчитать количество блоков, включенных в каждую пробирку, поскольку это построен. "Эта новая технология стала возможной благодаря развитию в последние годы микроскопии одиночных молекул, которая позволяет ученым заглядывать в наномир, включая и выключая флуоресценцию отдельных молекул. (Эта новаторская работа принесла трем ученым из США и Германии Нобелевскую премию по химии 2014 года.)Исследованием Харири совместно руководят профессора химии Гонсало Коза и Ханади Слейман, соавторы нового исследования. Исследовательская группа Козы специализируется на методах флуоресценции одиночных молекул, а группа Слеймана использует химию ДНК для разработки новых материалов для доставки лекарств и диагностических инструментов.Специально разработанная технология сборки, разработанная в рамках этого сотрудничества, «дает нам возможность контролировать нанотрубки, когда мы их строим, и видеть их структуру, надежность и морфологию», — сказал Коза.
«Мы хотели контролировать длину и характеристики нанотрубок по очереди», — сказал Слейман, заведующий кафедрой исследований ДНК в Канаде. Полученные в результате «дизайнерские нанотрубки», добавляет она, обещают быть намного дешевле в производстве в больших масштабах, чем те, которые созданы с помощью так называемого ДНК-оригами, еще одного инновационного метода использования ДНК в качестве строительного материала наноразмеров.
Финансирование исследования было предоставлено Канадским советом по естественным наукам и инженерным исследованиям, Канадским фондом инноваций, NanoQuebec, Канадскими институтами исследований в области здравоохранения и Fonds de recherche du Quebec — Nature et technologies.