دستکاری ساختار DNA برای تامین نیاز صنعت حسگر و نانوالکترونیک

تاریخ : ۰۸ فروردین ۱۴۰۰

تعداد بازدید : ۱۰۱۹

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

با ترکیب DNA و کمپلکس‌هایی از جنس پالادیم، محققان نانوسیم‌هایی ساختند که برای صنعت نانوالکترونیک و حسگری بسیار مناسب است.

با گسترش صنعت نانوالکترونیک و حسگری، نیاز به نانوسیم‌های جدیدی است که قابلیت‌های عملکردی متناسب با نیاز صنعت داشته باشد. در این راستا محققان یک تیم تحقیقات بین‌المللی روشی ارائه کردند که در آن از ترکیب DNA و کمپلکس پالادیم می‌توان نانوسیم تولید کرد.

 

نتایج این پروژه در مجله Angewandte Chemie به چاپ رسیده است.

 

در این مقاله محققان نشان دادند که چگونه با استفاده از رشته‌های DNA می‌توان نانوسیم‌های مهندسی شده تولید کرد. با این روش محققان نانوسیم، مارپیچی،  با استفاده از پالادیوم و DNA ساختند که از تشکیل جفت بازهای طبیعی در یک مولکول DNA دو رشته تقلید می کند.

 

محققان این پروژه به رهبری میگل گالیندو یک روش جالب برای تولید زنجیره‌های منفرد و مستمر از یون های پالادیوم ارائه کرده‌اند. این فرایند بر اساس خودآرایی مولکولی کمپلکس پالادیوم و مولکول‌های DNA تک رشته‌ای عمل می‌کند. در سال‌های اخیر، DNA به دلیل امکان برنامه ریزی ساختارهای حاصل از طریق توالی بازها به ابزاری مهم برای علوم و فناوری نانو تبدیل شده است. ترکیب فلزات در ساختارهای DNA می‌تواند به آنها خصوصیاتی مانند رسانایی، فعالیت کاتالیزوری، مغناطیسی و واکنش پذیری بدهد.

 

با این حال، سازماندهی یون‌های فلزی در مولکول‌های DNA امری ساده نبوده زیرا یون‌های فلزی می‌توانند به مکان‌های مختلف، متصل شوند. تیم گالیندو یک روش هوشمند برای کنترل اتصال یون‌های پالادیوم به مکان‌های خاص ایجاد کردند. آنها از یک کمپلکس پالادیوم ویژه‌ای استفاده کردند که می تواند جفت بازهایی را با بازهای آدنین طبیعی در یک رشته DNA تشکیل دهد. لیگاند موجود در این مجموعه یک سیستم حلقه‌ای مسطح و آروماتیک است که سه موقعیت اتصال موجود در یون پالادیوم را در اختیار می‌گیرد. سپس موقعیت چهارم پالادیوم در دسترس است تا به یک اتم نیتروژن بسیار خاص در آدنین متصل شود. این لیگاند همچنین دارای اتم‌های اکسیژن است که قادر به ایجاد پیوند هیدروژنی با گروه NH2 مجاور آدنین است. این الگوی اتصال دقیقاً مشابه جفت‌سازی باز واتسون-کریک است، با این تفاوت که توسط یون پالادیوم واسطه می شود، که موجب می‌شود ساختار نهایی به طور قابل توجهی از جفت‌سازی طبیعی واتسون-کریک قوی‌تر باشد.

 

اگر رشته DNA ساخته شده به طور انحصاری از بازهای آدنین ساخته شود، یک کمپلکس پالادیوم به هر آدنین متصل می شود. لیگاندهای مسطح، دقیقاً مانند بازهای طبیعی، خود را به صورت پشته‌های هم سطح، پیکربندی می‌کنند. این کار منجر به تشکیل ساختار دو رشته‌ای از کمپلکس‌های پالادیوم و DNA می شود که شبیه به یک مارپیچ DNA طبیعی بوده که در آن یک رشته با یک مجموعه فوق مولکولی از کمپلکس‌های پالادیوم پیوسته جایگزین شده است.

 

اگرچه این تیم هنوز خصوصیات رسانایی این سیستم‌ها را بررسی نکرده است، اما می توان پیش بینی کرد که احیاء صحیح این یون‌های فلزی می تواند منجر به تشکیل یک نانوسیم رسانا با ساختار بسیار کنترل شده شود.  این گروه تحقیقاتی در حال حاضر روی اصلاح لیگاندها کار می کنند، تا خواص جدیدی به این سیستم ارائه دهند.

 

منبع : https://phys.org/news/2021-03-single-stranded-dna-supramolecular-template-highly.html

نظر شما