p (PhysOrg.com) - Nos últimos anos, os cientistas começaram a aproveitar o poderoso maquinário molecular do DNA para construir estruturas artificiais em nanoescala usando a capacidade natural de pares de moléculas de DNA para se montar em estruturas complexas. Tal “origami de DNA, ”Desenvolvido pela primeira vez no California Institute of Technology, poderia fornecer um meio de montagem de nanoestruturas complexas, como dispositivos semicondutores, sensores e sistemas de entrega de drogas, de baixo para cima. p Enquanto a maioria dos pesquisadores da área estão trabalhando para demonstrar o que é possível, cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) estão procurando determinar o que é prático.

p De acordo com o pesquisador do NIST Alex Liddle, é muito parecido com construir com LEGOs - alguns padrões permitem que os blocos se encaixem perfeitamente e grudem fortemente e outros não.

p “Se a tecnologia vai realmente ser útil, você tem que descobrir como funciona bem, ”Diz Liddle. “Determinamos uma série de fatores críticos para o caso específico de montagem de nanoestruturas usando um molde de origami de DNA e mostramos como o design adequado das nanoestruturas desejadas é essencial para alcançar um bom rendimento, em movimento, nós esperamos, a tecnologia um passo à frente. ”

p No origami de DNA, pesquisadores estabelecem um longo fio de DNA e anexam "grampos" compostos de fitas complementares que se ligam para fazer o DNA dobrar em várias formas, incluindo retângulos, quadrados e triângulos. As formas servem como um modelo no qual objetos em nanoescala, como nanopartículas e pontos quânticos, podem ser anexados usando cadeias de moléculas de ligação.

p Os pesquisadores do NIST mediram a rapidez com que as estruturas em nanoescala podem ser montadas usando esta técnica, quão preciso é o processo de montagem, quão perto eles podem ser espaçados, e a força das ligações entre as nanopartículas e o molde de origami de DNA.

p O que eles descobriram é que uma estrutura simples, quatro pontos quânticos nos cantos de um retângulo de origami de 70 nanômetros por 100 nanômetros, leva até 24 horas para se automontar com uma taxa de erro de cerca de 5 por cento.

p Outros padrões que colocavam três e quatro pontos em uma linha no meio do modelo de origami estavam cada vez mais sujeitos a erros. Embainhando os pontos em biomateriais, a necessidade de anexá-los ao modelo, aumenta seu diâmetro efetivo. Um diâmetro efetivo mais amplo (cerca de 20 nanômetros) limita o quão próximo os pontos podem ser posicionados e também aumenta sua tendência de interferir uns com os outros durante a automontagem, levando a maiores taxas de erro e menor resistência de colagem. Essa tendência foi especialmente pronunciada para os padrões de quatro pontos.

p “No geral, pensamos que este processo é bom para a construção de estruturas para aplicações biológicas, como sensores e entrega de drogas, mas pode ser um pouco exagerado quando aplicado à fabricação de dispositivos semicondutores - as distâncias não podem ser reduzidas o suficiente e a taxa de erro é muito alta, ”Diz Liddle.