Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рисунок 1. Система ДНК-блоков для создания разнообразных трубчатых структур. (A и В) Вид сверху и вид сбоку на строительные блоки ДНК четырех типов. Первый тип несет на себе золотую наночастицу 5 нм в диаметре; у третьего типа имеется выступающая петля ДНК. (С) Четыре типа строительных блоков самособираются в листы. (D) Возможные варианты сворачивания плоского листа в трубку. (E) На одном изображении ПЭМ видны сразу все типы нанотрубок.

Рисунок 2. Влияние размеров наночастиц и структуры мономерных блоков на итоговый вид нанотрубки (ПЭМ).

Рисунок 3. Трубки, при формировании которых использованы золотые наночастицы разных размеров (10 нм и 5 нм), расположенные с разных сторон от основы из ДНК (электронная томография).

Самособирающиеся трубки из ДНК помогут упорядочить частицы

Ключевые слова:  наночастицы, трубки из ДНК, упорядоченные структуры

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

15 января 2009

Наночастицы могут обладать интересными электрическими, магнитными, фотолюминесцентными свойствами и быть сколь угодно прекрасными и перспективными – однако для использования этих замечательных свойств зачастую необходимо организовать частицы в упорядоченные массивы.

Известно, что из молекул ДНК можно построить разнообразные усложненные структуры. Например, можно сконструировать несколько типов строительных блоков ДНК, каждый из которых будет иметь выступающие неспаренные концы, комплементарные аналогичным концам блоков другого типа. Тогда вместе они самопроизвольно сформируют плоскую структуру, в которой отдельные элементы будут чередоваться в определенной последовательности. Для большей ясности проще взглянуть на рисунок 1 (А и B), где представлены строительные «плитки» из ДНК, вид сверху и сбоку.

Исследователи из Америки показали, что если к отдельным структурным блокам ДНК прикрепить по золотой наночастице, то самособирающиеся плоские листы ДНК начнут скручиваться в трубки, причем от размера наночастиц зависит, какие трехмерные структуры сформируются в итоге. На рисунке 1D представлены варианты таких трубок: каждый ряд «плиток» может соединиться сам с собой, формируя кольца из наночастиц; с соседним рядом, образуя спираль; с рядом, следующим через один – тогда наночастицы расположатся в форме двух завитых спиралей. Наконец, возможно образование нескольких вложенных спиралей. От чего же зависит, какая из структур будет реализована в действительности?

Оказалось, что тут важны как размеры наночастиц, так и строение всех остальных блоков. Например, в ситуации, изображенной на рисунке 1, золотые наночастицы невелики (5 нм в диаметре), а одна из «плиток» имеет выступ. При сворачивании трубок наночастицы оказываются снаружи, а выступающие петли ДНК – внутри. Эти петли, по-видимому, мешают образованию таких трубок, в которых ряды наночастиц замкнуты в кольцо. В результате формируются главным образом одно- и двуспиральные структуры, хотя в то же время в образце присутствуют и кольцевые, и многоспиральные трубки (рис. 1Е).

Когда выступающая петля ДНК отсутствует, в случае 5нм золотых частиц формируются по большей части односпиральные трубки, а при увеличении размеров наночастиц до 10 нм и 15 нм преобладающей структурой становятся замкнутые кольца наночастиц (рис. 2).

Следующим шагом авторы работы попытались расположить часть наночастиц (10 нм в диаметре) снаружи трубки из ДНК, а часть (более мелкие, 5 нм) – внутри (рис. 3). Однако в ходе исследования полученных трубок выяснилось, что все частицы, похоже, расположились на одном уровне (чтобы убедиться, посмотрите коротенькое кино). Так что создание двуслойных нанотрубок пришлось отложить на потом. Например, фантазируют ученые, можно было бы сделать самособирающиеся наноразмерные катушки индуктивности, разместив внутри нанотрубки магнитные частицы, а снаружи – металлические, так, чтобы они формировали спирально завитой провод.

Работа «Control of Self-Assembly of DNA Tubules Through Integration of Gold Nanoparticles» опубликована в Science.


Источник: Science



Комментарии
Владимир Владимирович, 15 января 2009 09:07 
Просто изумительная работа!
И прекрасно изложена в переводе!
Лев - всегда молодец!
Лучше бы авторы не фантазировали , а ограничились описанием реальной работы, которая выполнена неплохо.
Трусов Л. А., 15 января 2009 16:09 
это ж science. тут тока фантазии и надо.
Владимир Владимирович, 19 января 2009 01:50 
А еще, наверное, лучше, чтобы эстетические критики работы могли заметить, что, к примеру, их недавняя статья в Science полностью ограничилась описанием реальной науки

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Единичные молекулы нафталина
Единичные молекулы нафталина

Начинается XV Олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!"
Совсем скоро начнется юбилейная XV Всероссийская Интернет-олимпиада по нанотехнологиям «Нанотехнологии – прорыв в будущее!». Предлагаем ознакомиться с актуальной информацией и расписанием Олимпиады.

В России стартовал самый масштабный научно-популярный фестиваль
РГ: В МГУ дан старт самому масштабному научно-популярному событию в мире - Всероссийскому фестивалю NAUKA 0+. В программе - свыше 10 000 мероприятий: лекции нобелевских лауреатов, вебинары и мастер-классы, виртуальные лабораторные, научные шоу, интерактивные выставки, телемосты с CERN, Международной космической станцией и российской антарктической станцией "Восток", дискуссии о будущем человечества, показы научных фильмов, соревнования роботов, научные бои Science Slam, квизы и квесты, а также первый Виртуальный гипермузей науки.

Нобелевскую премию по химии присудили за метод редактирования генома
РИА Новости: Нобелевскую премию по химии за 2020 год получили Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна, разработавшие технологию редактирования генома.

Нобелевская премия за графен, или 10 лет спустя
Алексей Арсенин
О том, как графен повлиял на развитие науки и промышленности и можно ли его назвать материалом будущего — заместитель директора Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, кандидат физико-математических наук Алексей Арсенин

Летние лектории для школьников
ФНМ
Сотрудники Факультета наук о материалах и химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова участвуют в лекториях двух летних школ, организованных Фондом Инфраструктурных и Образовательных Программ (группа РОСНАНО) - Нанограде и летней школе МФТИ.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.