(A) ssDNA se nanoinjerta en un fondo de ssDNA autoensamblado, teniendo ambos la misma altura (estado "apagado"). (B) La hibridación del ssDNA revela el patrón oculto (estado "encendido") debido al aumento de la altura del ADN nanoinjerto. (C) La deshibridación invierte el aumento de altura ("estado apagado"). (D) Se restaura el patrón. (E) y (F) muestran la altura del patrón en los estados "apagado" y "encendido", respectivamente. Crédito de la imagen:Liang, et al. © 2011 Sociedad Química Estadounidense
(PhysOrg.com) - Si bien la mayoría de las personas conocen el ADN como los componentes básicos de la vida, Estas grandes moléculas también tienen aplicaciones potenciales en áreas como la biodetección, montaje de nanopartículas, y construcción de estructuras supramoleculares. Y ahora los científicos han agregado otro uso a la lista:tinta invisible.
Los investigadores, Jian Liang y Giacinto Scoles de Temple University en Filadelfia, Pensilvania, y Matteo Castronovo de Temple University y CRO-National Center Institute en Aviano Pordenone, Italia, han publicado su trabajo sobre el uso del ADN como tinta invisible en un número reciente de la Revista de la Sociedad Química Estadounidense .
Para escribir con ADN como tinta invisible, los científicos utilizaron una técnica de nanolitografía llamada nanoinjerto, en el que se escriben nanoestructuras utilizando un microscopio de fuerza atómica. A diferencia de otras técnicas de nanolitografía, en el que las nanoestructuras están escritas sobre una superficie, El nanoinjerto primero elimina las moléculas originales en la región de escaneo y luego escribe nuevas moléculas en su lugar.
Usando esta técnica, Los científicos primero cubrieron una superficie de oro con una monocapa de moléculas de ADN monocatenario (ssDNA) tioladas mediante un proceso de autoensamblaje. Luego, incorporaron el mismo tipo de ADN mediante nanoinjertos en el fondo de ADN tiolado. En este punto, el patrón de ADN nanoinjerto es invisible, ya que tiene el mismo grosor y composición química que el fondo.
Sin embargo, el ADN nanoinjertado es diferente del ADN de fondo autoensamblado en que las moléculas nanoinjertadas tienen un orden de empaquetamiento más estricto. Aunque el orden de embalaje es invisible en las condiciones iniciales, un orden de empaque más estricto hace que el ADN nanoinjertado sea más sensible a la hibridación. Los científicos descubrieron que realizar un proceso de hibridación que implica sumergir la película de ADN en un fluido que contiene el ADN complementario (ADNc) aumenta el grosor del ADN nanoinjerto de manera mucho más espectacular que el del ADN autoensamblado. Como resultado, el patrón de ADN nanoinjerto emerge y se hace visible.
Al deshibridar la película de ADN, los investigadores pudieron revertir el aumento de grosor y hacer que el patrón de ADN volviera a ser invisible. Para deshibridar, los investigadores incubaron la película de ADN en agua Milli-Q ultrapura durante varias horas, y el patrón desapareció. Los investigadores descubrieron que podían repetir el proceso de hibridación / deshibridación varias veces, y el patrón aún podría cambiarse entre visible ("encendido") e invisible ("apagado") con alta fidelidad.
Los científicos notaron que esta capacidad de escribir, leer, y borrar no es muy común en nanolitografía. Esta novedad convierte a la tinta invisible del ADN en un descubrimiento intrigante que podría utilizarse para manipular moléculas biológicas y generar nuevas tecnologías de cifrado. La capacidad de cifrado también podría combinarse con otras técnicas como el estampado de ADN, que permite transferir patrones usando un programable, reversible, y moldes reciclables.
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