(PhysOrg.com) - En los últimos años, Los científicos han comenzado a aprovechar la poderosa maquinaria molecular del ADN para construir estructuras artificiales a nanoescala utilizando la capacidad natural de pares de moléculas de ADN para ensamblarse en estructuras complejas. Tales "origami de ADN, ”Desarrollado por primera vez en el Instituto de Tecnología de California, podría proporcionar un medio para ensamblar nanoestructuras complejas, como dispositivos semiconductores, sensores y sistemas de administración de fármacos, de abajo hacia arriba.

Si bien la mayoría de los investigadores en el campo están trabajando para demostrar lo que es posible, Los científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) buscan determinar qué es práctico.

Según el investigador del NIST Alex Liddle, es muy parecido a construir con LEGO:algunos patrones permiten que los bloques encajen perfectamente y se adhieran con fuerza, mientras que otros no.

"Si la tecnología realmente va a ser útil, tienes que averiguar qué tan bien funciona, ”Dice Liddle. “Hemos determinado cuáles son algunos de los factores críticos para el caso específico de ensamblar nanoestructuras utilizando una plantilla de origami de ADN y hemos demostrado cómo el diseño adecuado de las nanoestructuras deseadas es esencial para lograr un buen rendimiento, Moviente, esperamos, la tecnología un paso adelante ".

En origami de ADN, Los investigadores colocan un largo hilo de ADN y unen "grapas" compuestas por hebras complementarias que se unen para hacer que el ADN se pliegue en varias formas. incluyendo rectángulos, cuadrados y triángulos. Las formas sirven como una plantilla sobre la que se pueden unir objetos a nanoescala, como nanopartículas y puntos cuánticos, utilizando cadenas de moléculas enlazadoras.

Los investigadores del NIST midieron la rapidez con la que se pueden ensamblar las estructuras a nanoescala utilizando esta técnica, qué tan preciso es el proceso de montaje, qué tan cerca pueden estar espaciados, y la fuerza de los enlaces entre las nanopartículas y la plantilla de origami de ADN.

Lo que encontraron es que una estructura simple, cuatro puntos cuánticos en las esquinas de un rectángulo de origami de 70 nanómetros por 100 nanómetros, tarda hasta 24 horas en montarse automáticamente con una tasa de error de alrededor del 5 por ciento.

Otros patrones que colocaban tres y cuatro puntos en una línea a través del medio de la plantilla de origami eran cada vez más propensos a errores. Envolviendo los puntos en biomateriales, una necesidad de adjuntarlos a la plantilla, aumenta su diámetro efectivo. Un diámetro efectivo más amplio (aproximadamente 20 nanómetros) limita qué tan cerca se pueden colocar los puntos y también aumenta su tendencia a interferir entre sí durante el autoensamblaje. conduciendo a mayores tasas de error y menor fuerza de unión. Esta tendencia fue especialmente pronunciada para los patrones de cuatro puntos.

"En general, Creemos que este proceso es bueno para construir estructuras para aplicaciones biológicas como sensores y administración de fármacos, pero puede ser un poco exagerado cuando se aplica a la fabricación de dispositivos semiconductores:las distancias no pueden reducirse lo suficiente y la tasa de error es demasiado alta, ”Dice Liddle.