电子显微镜成像,揭示了DNA折纸纳米结构的细节

发布网友发布时间：2022-10-11 03:54

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热心网友时间：2023-11-02 03:36

艾姆斯实验室的科学家，现在能够看到DNA折纸纳米结构的更多细节，这将促使对未来应用的组装有更好的理解和控制。DNA折纸是将单链环状DNA分子的长“支架”链折叠在一起，使用短的“短”链在纳米尺度上创建各种二维或三维形状。由于互补碱基对之间相互作用的特异性，DNA被广泛用作这些结构的构建块。因为这些纳米结构可以相同地制造并且数量相对较大，所以对纳米技术研究人员非常有吸引力，并且在许多应用中潜在地有用。

艾姆斯实验室的电子显微镜专家Tanya Prozorov表示：你怎么知道的？纳米科学的一个难题是能够清楚地看到我们正在制造的结构，并以最详细的方式理解这些结构；我们怎么知道？这就是纳米科学家正在努力解决的问题。

在这种情况下，挑战在于了解三角形折纸结构的三维尺寸、形状和均匀性，这些结构将作为形状特定的基础，创造一层均匀的金纳米颗粒，形成等离子体装置，一种具有特殊性质的超材料。由于其化学组成，DNA纳米结构很难成像，用传统电子显微镜样品制备方法粉碎或压平样品。

或使用对比染色将其他材料引入样品，可能会改变其表面化学和性质。艾姆斯实验室研究组能够使用一种称为高角度环形暗场STEM的特殊类型扫描透射电子显微镜，直接捕获未染色DNA折纸纳米结构中的精细细节图像。到目前为止，如果不使用化学染色或求助于原子力显微镜成像，这种DNA折纸结构的细节水平无法获得。在匹兹堡大学一名合作者的帮助下，该团队还能够从低倍放大图像的子集中获得二维平均图像，这些图像分成若干类，并通过使用冷冻电子显微镜社区使用的专用例程进行计算。

为了制造基于DNA的等离子体材料，需要在DNA结构上安装许多金属纳米颗粒，以实现特定的电磁性能。这个过程从在DNA折纸表面产生金属种子开始，所以需要很好地理解它的结构，化学特性等，以便理解金属化过程。对未染色、未改变的DNA折纸结构进行成像的方法使我们能够看到这些细节，设想该方法将被广泛用作一种简单的方法来对DNA纳米结构进行成像。