p Figura A:distribuição calculada de separação interpartículas, r, para dímeros ligados por uma ou quatro cadeias de DNA. A separação média diminuiu com o aumento do número de cadeias de conexão de partículas.
p Experimentos de espalhamento de luz e raio-x revelaram a estrutura de dímeros de nanopartículas ligados por cadeias de DNA flexíveis. Esses dímeros eram unidades básicas em uma escala múltipla, montagem hierárquica, e serviu como um sistema modelo para entender as interações mediadas por DNA, particularmente no regime não trivial, quando as nanopartículas e as ligações de DNA eram comparáveis em tamanho. Descobrimos que a separação interpartícula dentro do dímero era controlada principalmente pelo número de DNA de ligação. Os pesquisadores resumem suas descobertas em um modelo simples que capturou a interação do número de pontes de DNA, seu comprimento, a curvatura da nanopartícula, e os efeitos de volume excluídos. Demonstramos excelente concordância de nosso modelo analítico com nossos resultados experimentais e computacionais, sem uso de parâmetros livres no modelo. p Como blocos de construção em montagens multi-escala, Dímeros de nanopartículas ligados a DNA são excelentes sistemas modelo para entender as interações mediadas por cadeia entre as partículas. Os resultados deste estudo podem servir para orientar o projeto de distâncias precisamente controladas dentro de clusters em nanoescala; tal controle é fundamental para as funcionalidades de transferência de energia e bio-detecção, entre outras aplicações.
p Figura B:Protocolo de simulação para formação de dímero de dois NPs revestidos de DNA conectados por quatro ligantes. (a) Dois NPs revestidos com DNA e quatro ligantes (filamentos rosa) estão localizados em posições aleatórias. (b) Quatro fitas de um hemisfério de cada NP são selecionadas aleatoriamente. (c) A hibridização ocorre entre os ligantes e as fitas do NP esquerdo. (d) Hibridação com segundo NP seguido por equilíbrio.
p Detalhes:
- Capacidades CFN:raios-X cattering na estação final CFN / NSLS X9, UV-Vis, Espalhamento Dinâmico de Luz, e TEM permitiu investigações dos processos de automontagem dos dímeros ligados ao DNA. A estação final CFN / NSLS X9 e o espalhamento dinâmico de luz também facilitaram a sondagem in-situ da distância entre as partículas dentro dos dímeros.
- Quando as nanopartículas e cadeias de DNA são de tamanho comparável, a separação entre partículas dentro de um dímero desvia de um comportamento de cadeia livre:nesse caso, a dependência bem estabelecida do comprimento da cadeia é suprimida devido à presença de múltiplas conexões de DNA entre as superfícies altamente curvas das nanopartículas. Nosso modelo analítico exibe excelente concordância com os resultados experimentais e computacionais.
