艾姆斯實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家，現(xiàn)在能夠看到DNA折紙納米結(jié)構(gòu)的更多細(xì)節(jié)，這將促使對未來應(yīng)用的組裝有更好的理解和控制。DNA折紙是將單鏈環(huán)狀DNA分子的長“支架”鏈折疊在一起，使用短的“短”鏈在納米尺度上創(chuàng)建各種二維或三維形狀。

由于互補(bǔ)堿基對之間相互作用的特異性，DNA被廣泛用作這些結(jié)構(gòu)的構(gòu)建塊。因?yàn)檫@些納米結(jié)構(gòu)可以相同地制造并且數(shù)量相對較大，所以對納米技術(shù)研究人員非常有吸引力，并且在許多應(yīng)用中潛在地有用。

艾姆斯實(shí)驗(yàn)室的電子顯微鏡專家Tanya Prozorov表示：你怎么知道的？納米科學(xué)的一個(gè)難題是能夠清楚地看到我們正在制造的結(jié)構(gòu)，并以最詳細(xì)的方式理解這些結(jié)構(gòu)；我們怎么知道？這就是納米科學(xué)家正在努力解決的問題。在這種情況下，挑戰(zhàn)在于了解三角形折紙結(jié)構(gòu)的三維尺寸、形狀和均勻性，這些結(jié)構(gòu)將作為形狀特定的基礎(chǔ)，創(chuàng)造一層均勻的金納米顆粒，形成等離子體裝置，一種具有特殊性質(zhì)的超材料。由于其化學(xué)組成，DNA納米結(jié)構(gòu)很難成像，用傳統(tǒng)電子顯微鏡樣品制備方法粉碎或壓平樣品。

或使用對比染色將其他材料引入樣品，可能會(huì)改變其表面化學(xué)和性質(zhì)。艾姆斯實(shí)驗(yàn)室研究組能夠使用一種稱為高角度環(huán)形暗場STEM的特殊類型掃描透射電子顯微鏡，直接捕獲未染色DNA折紙納米結(jié)構(gòu)中的精細(xì)細(xì)節(jié)圖像。到目前為止，如果不使用化學(xué)染色或求助于原子力顯微鏡成像，這種DNA折紙結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)水平無法獲得。在匹茲堡大學(xué)一名合作者的幫助下，該團(tuán)隊(duì)還能夠從低倍放大圖像的子集中獲得二維平均圖像，這些圖像分成若干類，并通過使用冷凍電子顯微鏡社區(qū)使用的專用例程進(jìn)行計(jì)算。

為了制造基于DNA的等離子體材料，需要在DNA結(jié)構(gòu)上安裝許多金屬納米顆粒，以實(shí)現(xiàn)特定的電磁性能。這個(gè)過程從在DNA折紙表面產(chǎn)生金屬種子開始，所以需要很好地理解它的結(jié)構(gòu)，化學(xué)特性等，以便理解金屬化過程。對未染色、未改變的DNA折紙結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像的方法使我們能夠看到這些細(xì)節(jié)，設(shè)想該方法將被廣泛用作一種簡單的方法來對DNA納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。

博科園｜研究/來自：艾姆斯實(shí)驗(yàn)室

參考期刊《Small Methods》

DOI: 10.1002/smtd.201900393

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