Las propiedades de autoensamblaje de la molécula de ADN han permitido la construcción de una intrigante gama de formas a nanoescala. Tales nanoarquitecturas pueden eventualmente encontrar su camino hacia una nueva generación de microelectrónica, semiconductores, dispositivos de detección biológica y química y una serie de aplicaciones biomédicas. Ahora Hao Yan y Yan Liu, Los profesores del Centro de Biofísica de Moléculas Únicas del Instituto Biodesign y sus colaboradores han introducido un nuevo método para colocar de forma determinista y precisa nanopartículas de plata en andamios de ADN autoensamblados.

En su última investigación, el grupo usó una larga hebra de ADN, que se había doblado en una plataforma de construcción triangular mediante un proceso conocido como origami de ADN. Esta base arquitectónica fue luego 'decorada' con uno, dos o tres nanopartículas de plata, que se autoensambló en ubicaciones predeterminadas en la nanoestructura del ADN. Los resultados experimentales del grupo, que aparecen en la edición avanzada en línea de la revista Angewandte Chemie , demostrar por primera vez la viabilidad del uso de plata, en lugar de las nanopartículas de oro aplicadas tradicionalmente a las arquitecturas basadas en mosaicos de ADN o origami. El estudio fue coautor de Suchetan Pal, Zhengtao Deng, Baoquan Ding.

Una de las muchas aplicaciones de los andamios de ADN con nanopartículas es realizar operaciones de detección precisas a escala molecular. La detección sensible de moléculas individuales con alta especificidad es de gran interés científico para los químicos, biólogos, farmacólogos, investigadores médicos y aquellos involucrados en áreas ambientales donde se requiere el análisis de trazas. El estudio detallado de los genes humanos es solo un área en la que la detección mejorada de una sola molécula podría ser de enorme beneficio.

En su esfuerzo actual, el grupo buscó explotar las propiedades de las nanopartículas de plata para aumentar la resonancia del plasmón superficial, una vibración de electrones que puede dar a los investigadores pistas sobre la naturaleza molecular de la muestra que están estudiando. "Teóricamente, la gente predijo que una resonancia de plasmón de superficie local puede ser mucho más fuerte si usa partículas de plata en comparación con el oro, ", dijo Yan. Estas áreas localmente mejoradas entre nanopartículas se conocen como puntos calientes eléctricos.

El grupo sin embargo, tuvo que superar obstáculos importantes para el uso de nanopartículas de plata. La plata tiende a ser mucho menos estable que el oro y puede oxidarse fácilmente en su estado normal. Para contrarrestar esta tendencia, El equipo de Yan y Liu adjuntó múltiples átomos de azufre a la columna vertebral de la cadena de ADN utilizada para hacer la plataforma para las nanopartículas. Cada nanopartícula de plata se mantiene firmemente en su lugar mediante nueve átomos de azufre, una vez montado en la forma de origami de ADN.

El nuevo estudio allana el camino para crear una arquitectura de ADN más funcional. "Creo que este trabajo abrirá las puertas para implementar y estudiar la interacción plasmónica dependiente de la distancia entre nanopartículas nobles a nivel de una sola partícula". "Yan dijo, y agregó que ahora se han dado los primeros pasos críticos para crear estructuras de nanopartículas de plata organizadas jerárquicamente.