Новости химической науки > ДНК помогает кристаллизации наночастиц

В выпуске Nature от 31 января сразу в двух статьях описываются простые, но, тем не менее, разные способы получения кристаллов на основе наночастиц, использующие ДНК в качестве «клея». Оба способа могут помочь в разработке дешевых способов массового производства сложных наноструктурных материалов.

В первой статье [1] Олег Ганг (Oleg Gang) с соавторами из Национальной лаборатории Брукхэвен (Нью-Йорк) продемонстрировал, что ДНК, связанная с наночастицами, оказывает влияние на взаимодействие наночастиц друг с другом, определяя в конечном итоге, структуру кристалла из наночастиц.

К одному набору наночастиц золота исследователи прикрепили моноцепь ДНК, а к другому, комплементарному ей участку цепи – другой набор наночастиц золота. Пр нагревании и последующем охлаждении системы комплементарные цепи взаимодействуют, образуя упорядоченную решетку из наночастиц. Расстояние между частицами может регулироваться за счет изменения длины цепей ДНК, хотя слишком значительное укорочение цепей ДНК приводит к слипанию наночастиц.

Комплементарные цепи удерживают наночастицы также, как химические связи удерживают атомы в кристаллической решеткой. (Рисунок: © Mirkin, Northwestern University, 2008)

Еще более интересная форма контроля продемонстрирована Чадом Миркиным (Chad Mirkin) [2] из Северо-Западного Университета США. Как и в первом случае наночастицы золота были функционализированы молекулами ДНК, однако для получения упорядоченных кристаллов Миркин и его группа использовали реакции самих молекул ДНК. Изменение последовательности линкеров ДНК позволило расположить наночастицы в форме кубической центрированной и кубической гранецентрированной кристаллических решеток.

Обе работы предлагают новые подходы для крупномасштабного производства упорядоченных систем из наночастиц. Такие регулярные структуры могут оказаться полезными для получения фотонных кристаллов, катализаторов и разделительных мембран. Компания Миркина Nanosphere уже начинает производство приборов для медицинской диагностики на основе наночастиц.

Источники: [1] Nature, 2008, 451, 549 (DOI: 10.1038/nature06560); [2] Nature, 2008, 451, 553 (DOI: 10.1038/nature06508)

метки статьи: #биохимия, #нанотехнологии, #новые материалы, #физическая химия