Las nanopartículas de oro unidas a una superficie de oro protegida con proteína BSA a través de ADN en forma de horquilla se mueven de forma reversible mediante campos eléctricos, mientras monitorea su posición y conformación del ADN ópticamente a través de cambios de su resonancia de plasmón (por color). Crédito:Universidad de Jyväskylä
Investigadores de la Universidad de Jyväskylä (Finlandia) y la Universidad de Tampere (Finlandia) junto con BioNavis Ltd (Finlandia) han desarrollado un novedoso sistema de nanoaccionador, donde la conformación de la biomolécula se puede ajustar mediante un campo eléctrico y se puede probar utilizando las propiedades ópticas de las nanopartículas de oro.
En las ultimas decadas, Los nanoactuadores para la detección o sondeo de diferentes biomoléculas han atraído un gran interés, por ejemplo, en los campos de la biomedicina, industria alimentaria y medioambiental. Para proporcionar herramientas más versátiles para el control molecular activo en escala nanométrica, investigadores de la Universidad de Jyväskylä y la Universidad de Tampere han ideado un esquema de nanoaccionador, donde la nanopartícula de oro (AuNP) atada a una superficie conductora se mueve de forma reversible mediante campos eléctricos, mientras monitorea su posición ópticamente a través de cambios de su resonancia de plasmón. Fuerzas inducidas por el movimiento de AuNP sobre la molécula que ancla la nanopartícula, se puede utilizar para cambiar y estudiar su conformación.
"Los estudios relacionados utilizan interfaces o materiales orgánicos o inorgánicos como sondas. Nuestra idea era fusionar estos dos dominios para lograr lo mejor de ambos mundos, "dice el investigador postdoctoral Kosti Tapio.
Más posibilidades de estudiar moléculas
Según el estudio actual, Se demostró que los AuNP anclados a través de la molécula de ADN en horquilla experimentaron una discretización adicional en su movimiento debido a la apertura y cierre del bucle en horquilla en comparación con el plano, ADN monocatenario.
"Este hallazgo permitirá estudios conformacionales de una variedad de múltiples biomoléculas interesantes, o incluso virus, ", dice el profesor asociado Vesa Hytönen del Protein Dynamics Group de la Universidad de Tampere.
Además de estudiar la estructura y el comportamiento de las moléculas, este esquema se puede extender a espectroscopias mejoradas en superficie como SERS, ya que la distancia entre la partícula y la superficie conductora y, por tanto, la resonancia del plasmón de la nanopartícula se pueden ajustar de forma reversible.
"Los sistemas de nanopartículas con propiedades ópticas sintonizables posteriores a la fabricación se han desarrollado en el pasado, pero normalmente los procesos de ajuste son irreversibles. Nuestro enfoque ofrece más personalización y posibilidades en lo que respecta a las longitudes de onda y moléculas de detección, ", afirma el profesor asociado Jussi Toppari de la Universidad de Jyväskylä.
La investigación fue financiada por la Academia de Finlandia (OMA, materiales programables) y la Fundación Cultural Finlandesa (el Fondo Regional de Finlandia Central). Los autores agradecen a BioNavis Ltd por el equipo y la experiencia esencial en el análisis de SPR.
