Los científicos del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Ahora pueden ver más detalles de las nanoestructuras de origami de ADN, lo que conducirá a una mayor comprensión y control de su montaje para futuras aplicaciones.

El origami de ADN es el plegado de largas hebras de "andamio" de moléculas de ADN circulares monocatenarias que se mantienen juntas utilizando hebras cortas "de grapas" para crear varias formas bidimensionales o tridimensionales a escala nanométrica. El ADN se usa ampliamente como bloques de construcción para estas estructuras debido a la especificidad de las interacciones entre pares de bases complementarios. Debido a que estas nanoestructuras se pueden fabricar de manera idéntica y en cantidades relativamente grandes, son muy atractivos para los investigadores en nanotecnología, y son potencialmente útiles en varias aplicaciones.

Tanya Prozorov, un experto en microscopía electrónica en el laboratorio Ames, se llama a sí misma el "¿cómo lo sabes?" persona. "Una de las luchas de la nanociencia es poder ver claramente las estructuras que estamos haciendo, y comprender estas estructuras con el mayor detalle. ¿Como sabemos? Ese es el problema que estoy tratando de resolver, " ella dijo.

En este caso, el desafío es comprender el tamaño tridimensional, forma y uniformidad de estructuras de origami en forma de triángulo que servirán como base de forma específica para crear una capa de nanopartículas de oro uniformes, formando un dispositivo plasmónico, un metamaterial con propiedades especializadas.

Debido a su composición química, las nanoestructuras de ADN son difíciles de obtener, con métodos convencionales de preparación de muestras de microscopía electrónica triturar o aplanar las muestras, o usando un tinte de contraste que introduzca otros materiales en la muestra, posiblemente alterando la química y las propiedades de su superficie.

El grupo de investigación de Ames Lab pudo capturar directamente imágenes de detalles finos en nanoestructuras de origami de ADN sin teñir utilizando un tipo particular de microscopía electrónica de transmisión de barrido llamado STEM de campo oscuro anular de ángulo alto. Hasta ahora, tal nivel de detalle de las estructuras de origami de ADN era inaccesible sin usar tinciones químicas o sin recurrir a imágenes de microscopía de fuerza atómica. Con la ayuda de un colaborador de la Universidad de Pittsburgh, el equipo también pudo obtener una imagen promedio en 2-D de un subconjunto de imágenes de menor aumento clasificadas en varias clases y calculadas utilizando una rutina especializada empleada por la comunidad de microscopía crioelectrónica.

"Para fabricar materiales plasmónicos basados ​​en ADN, necesitamos montar muchas nanopartículas metálicas en las estructuras del ADN para lograr propiedades electromagnéticas específicas. El proceso comienza con la creación de semillas de metal en la superficie del origami de ADN, por lo que debemos tener una buena comprensión de la superficie:su estructura, química y topografía, para comprender el proceso de metalización. Nuestro método de obtención de imágenes sin tinción, Las estructuras de origami de ADN inalteradas nos permiten ver esos detalles, ", dijo Prozorov." Prevemos que nuestro método sea ampliamente utilizado como un método sencillo para obtener imágenes de nanoestructuras de ADN ".

La investigación se analiza con más detalle en el documento, "Obtención de imágenes de triángulos de origami de ADN no teñido con microscopía electrónica, " publicado en Pequeños métodos .