直接显微镜成像揭示了DNA折纸纳米结构的细节

 
美国能源部艾姆斯实验室的科学家们现在能够看到DNA折纸纳米结构的更多细节，这将有助于更好地理解和控制他们的装配，以便将来应用。
DNA折纸是使用短“短纤维”链将单链环状DNA分子的长“支架”链折叠在一起，以在纳米尺度上产生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单元。因为这些纳米结构可以相同且相对大量地制造，所以它们对纳米技术研究人员非常有吸引力，并且可能在许多应用中有用。
Ames实验室的电子显微镜专家Tanya Prozorov称自己为“你怎么知道的?”人。 “纳米科学的一个挣扎是能够清楚地看到我们正在制造的结构，并且能够更详细地了解这些结构。我们怎么知道?这是我想要解决的问题，”她说。
在这种情况下，挑战是要了解三角形折纸结构的三维尺寸，形状和均匀性，这将作为形状特定的基础，以创建一层均匀的金纳米粒子，形成等离子体装置，一个超材料与专业物业。
由于它们的化学组成，DNA纳米结构难以成像，传统的电子显微镜样品制备方法压碎或压平样品，或使用将其他材料引入样品的对比染料，可能改变其表面化学和性质。
Ames实验室研究小组能够使用特定类型的扫描透射电子显微镜直接捕获未染色的DNA折纸纳米结构中的精细细节图像，称为高角度角环形暗场STEM。到目前为止，DNA折纸结构的这种细节水平是不可接近的，不使用化学污渍或采用原子力显微镜成像。在匹兹堡大学的合作者的帮助下，该团队还能够从分类为多个类别的较低放大率图像的子集中获得二维平均图像，并使用低温处理的专用程序进行计算。电子显微镜社区。
“为了制造基于DNA的等离子体材料，我们需要在DNA结构上安装许多金属纳米粒子以获得特定的电磁特性。这个过程始于在DNA折纸表面创造金属种子，因此我们需要对表面 – 它的结构，化学和地形，以了解金属化过程。我们的成像未染色，未改变的DNA折纸结构的方法允许我们看到这些细节，“Prozorov说。 “我们设想我们的方法被广泛用作DNA纳米结构成像的直接方法。”
该研究在“小方法”(Small Methods)上发表的论文“用电子显微镜成像未染色的DNA折纸三角形”中进一步讨论。