La plata utilizada por el grupo de investigación de Beth Gwinn en la UC Santa Bárbara tiene un valor mucho más allá de su valor como mercancía, aunque se usa en cantidades muy pequeñas.

El grupo trabaja con el metal precioso para crear racimos de plata a nanoescala con propiedades fluorescentes únicas. Estas propiedades son importantes para una variedad de aplicaciones de detección, incluidas las imágenes biomédicas.

La última investigación del equipo se publica en un artículo destacado en la edición de este mes de ACS Nano , una revista de la American Chemical Society. Los científicos colocaron grupos de plata en sitios programados en una placa de pruebas a nanoescala, una base de construcción para la creación de prototipos de fotónica y electrónica. "Nuestro 'tablero' es un nanotubo de ADN con espacios programados a 7 nanómetros de distancia, "dijo la autora principal Stacy Copp, estudiante de posgrado en el Departamento de Física de UCSB.

"Debido a las fuertes interacciones entre el ADN y los átomos metálicos, es bastante difícil diseñar placas de prueba de ADN que mantengan la estructura deseada cuando se introducen estas nuevas interacciones, "dijo Gwinn, profesor del Departamento de Física de UCSB. "El trabajo de Stacy ha demostrado que la placa de pruebas no solo puede mantener su forma cuando hay racimos plateados, también puede colocar matrices de muchos cientos de grupos que contienen números idénticos de átomos de plata, un grado de control notable que es prometedor para la realización de nuevos tipos de fotónica a nanoescala ".

Los resultados de esta nueva forma de nanotecnología de ADN abordan la dificultad de lograr tamaños y formas uniformes de partículas. "Para crear matrices fotónicas mediante un proceso de autoensamblaje, tienes que poder programar las posiciones de los clústeres que estás poniendo en la matriz, "Copp explicó." Este documento es la primera demostración de esto para los racimos de plata ".

Los colores de los grupos están determinados en gran medida por la secuencia de ADN que los envuelve y controla su tamaño. Para crear un grupo plateado posicionable con color programado por ADN, los investigadores diseñaron una pieza de ADN con dos partes:una que envuelve el cúmulo y la otra que se adhiere al nanotubo de ADN. "Del nanotubo sobresalen hebras cortas de ADN que actúan como estaciones de acoplamiento para las hebras hospedadoras de los cúmulos de plata, "Copp explicó.

El equipo de investigadores de posgrado y pregrado del grupo de investigación puede sintonizar los grupos plateados para que brillen en una amplia gama de colores, desde el azul verdoso hasta el infrarrojo, un logro importante porque los tejidos tienen ventanas de alta transparencia en el infrarrojo. Según Copp, Los biólogos siempre buscan mejores moléculas de colorante u otros objetos emisores de infrarrojos para utilizarlos en la obtención de imágenes a través de un tejido.

"La gente ya está utilizando tecnologías de clúster de plata similares para detectar iones de mercurio, pequeños trozos de ADN que son importantes para las enfermedades humanas, y varias otras moléculas bioquímicas, "Dijo Copp." Pero hay mucho más que puedes aprender colocando los racimos plateados en una placa en lugar de hacer experimentos en un tubo de ensayo. Obtiene más información si puede ver una serie de moléculas diferentes al mismo tiempo ".

El diseño modular presentado en esta investigación significa que su proceso paso a paso se puede generalizar fácilmente a grupos de plata de diferentes tamaños y a muchos tipos de andamios de ADN. El documento guía a los lectores a través del proceso de creación del ADN que estabiliza los racimos de plata. Este protocolo recién esbozado ofrece a los investigadores un nuevo grado de control y flexibilidad en el campo en rápida expansión de la nanofotónica.

El tema general de la investigación de Copp es comprender cómo el ADN controla el tamaño y la forma de los grupos de plata y luego descubrir cómo utilizar el hecho de que estos grupos de plata están estabilizados por el ADN para construir matrices a nanoescala.

"Es un desafío porque realmente no entendemos las interacciones entre la plata y el ADN por sí solo, "Dijo Copp." Así que parte de lo que he estado haciendo es usar grandes conjuntos de datos para crear un banco de secuencias de trabajo que hemos publicado para que otros científicos puedan usarlas. Queremos darles a los investigadores herramientas para diseñar este tipo de estructuras de manera inteligente en lugar de tener que adivinar ".

Los reconocimientos del periódico incluyen una dedicación a "aquellos estudiantes que perdieron la vida en la tragedia de Isla Vista y al coraje de los socorristas, cuyas acciones desinteresadas salvaron muchas vidas ".