Tá ardán forbartha ag na heolaithe chun comhpháirteanna ábhair nana-mhéide, nó “nana-réada,” de chineálacha an-éagsúla — neamhorgánacha nó orgánacha — a chur le chéile i struchtúir 3-T atá ag teastáil.Cé gur baineadh úsáid rathúil as féintionól (SA) chun nana-ábhair éagsúla a eagrú, bhí an próiseas thar a bheith sainiúil don chóras, ag giniúint struchtúir éagsúla bunaithe ar airíonna intreacha na n-ábhar.Mar a tuairiscíodh i bpáipéar a foilsíodh inniu i Nature Materials, is féidir a n-ardán nanofabrication DNA-ríomhchláraithe nua a chur i bhfeidhm chun éagsúlacht ábhar 3-T a eagrú ar na bealaí forordaithe céanna ag an nana-scála (billiúinithe méadar), áit a bhfuil uathúil optúil, ceimiceach. , agus airíonna eile chun cinn.
“Ceann de na príomhchúiseanna nach rogha teicníochta é SA d’fheidhmchláir phraiticiúla ná nach féidir an próiseas SA céanna a chur i bhfeidhm thar raon leathan ábhar chun eagair ordaithe comhionanna 3-D a chruthú ó nana-chomhpháirteanna éagsúla,” a mhínigh an t-údar comhfhreagrach Oleg Gang. , ceannaire ar an nGrúpa Nana-Ábhar Bog agus Bith-Ábhair ag an Lárionad um Nana-Ábhair Fheidhmiúla (CFN) — Áis Úsáideora Oifig Eolaíochta de chuid na Roinne Fuinnimh (DOE) de chuid na SA ag Saotharlann Náisiúnta Brookhaven — agus ollamh le hInnealtóireacht Cheimiceach agus san Fhisic Fheidhmeach agus Eolaíocht Ábhar ag Innealtóireacht Columbia.“Anseo, dhíchúplálamar an próiseas SA ó airíonna ábharacha trí fhrámaí dochta DNA polyhedral a dhearadh a fhéadfaidh nana-ábhair orgánacha nó neamhorgánacha éagsúla a chuimsiú, lena n-áirítear miotail, leathsheoltóirí, agus fiú próitéiní agus einsímí.”
Rinne na heolaithe innealtóireacht ar fhrámaí DNA sintéiseacha i gcruth ciúb, octahedron, agus teitrihéadrán.Taobh istigh de na frámaí tá “arm” DNA nach féidir ach le nana-réada a bhfuil an seicheamh DNA comhlántach acu ceangal leo.Is iad na voxels ábhar seo - comhtháthú an fhráma DNA agus na nana-réada - na bloic thógála ónar féidir struchtúir 3-T a mhacráil.Ceanglaíonn na frámaí lena chéile is cuma cén cineál nana-réad atá istigh (nó nach bhfuil) de réir na seichimh chomhlántacha a bhfuil siad ionchódaithe leo ag a rinn.Ag brath ar a gcruth, tá líon difriúil rinn ag frámaí agus mar sin cruthaíonn siad struchtúir go hiomlán difriúil.Glacann aon nana-rudaí a óstáiltear taobh istigh de na frámaí leis an struchtúr fráma ar leith sin.
Chun a gcur chuige cóimeála a léiriú, roghnaigh na heolaithe nanacháithníní miotalacha (ór) agus leathsheoltach (seiléiníd caidmiam) agus próitéin baictéarach (streptavidin) mar nana-ábhair neamhorgánacha agus orgánacha le cur laistigh de na frámaí DNA.Ar an gcéad dul síos, dheimhnigh siad sláine na bhfrámaí DNA agus foirmiú voxels ábhar trí íomháú le micreascóip leictreon ag Saoráid Mhicreascóip Leictreon CFN agus ag Institiúid Van Andel, a bhfuil sraith ionstraimí ann a fheidhmíonn ag teochtaí crióigineacha le haghaidh samplaí bitheolaíocha.Scrúdaigh siad ansin na struchtúir laitíse 3-T ag na línte Scaipthe Comhtháite Crua X-ghathaithe agus Ábhair Choimpléascacha den Fhoinse Solais Synchrotron Náisiúnta II (NSLS-II) — Áis Úsáideora Oifig Eolaíochta eile an DOE ag Brookhaven Lab.Columbia Engineering Bykhovsky Ollamh le hInnealtóireacht Cheimiceach Sanat Kumar agus a ghrúpa rinne samhaltú ríomhaireachtúil a nochtadh go raibh na struchtúir laitíse a breathnaíodh go turgnamhach (bunaithe ar na patrúin scaipthe x-ghathaithe) na cinn is cobhsaí go teirmidinimiciúil d'fhéadfadh na voxels ábhar a fhoirmiú.
“Ceadaíonn na voxels ábhar seo dúinn tosú ar smaointe a bhaintear as adaimh (agus móilíní) agus na criostail a fhoirmíonn siad a úsáid, agus an t-eolas ollmhór agus an bunachar sonraí seo a aistriú chuig córais spéise ag an nana-scála,” a mhínigh Kumar.
Thaispeáin mic léinn Gang ag Columbia ansin conas a d'fhéadfaí an t-ardán tionóil a úsáid chun eagrú dhá chineál éagsúla ábhar le feidhmeanna ceimiceacha agus optúla a thiomáint.I gcás amháin, chomhchruinnigh siad dhá einsím, ag cruthú eagair 3-T le dlús pacála ard.Cé gur fhan na heinsímí gan athrú go ceimiceach, léirigh siad thart ar cheathair méadú ar ghníomhaíocht einsímeach.D’fhéadfaí na “nana-imoibreoirí” seo a úsáid chun imoibrithe cascáide a ionramháil agus chun ábhair atá gníomhach go ceimiceach a chumasú.Chun ábhar optúil a léiriú, mheasc siad dhá dhath dhifriúla de phonc chandamach — nanocriostal beag bídeach a úsáidtear chun taispeántais teilifíse a dhéanamh a bhfuil sáithiúchán agus gile ard datha orthu.Thaispeáin íomhánna a gabhadh le micreascóp fluaraiseachta gur choinnigh an laitís fhoirmithe íonacht datha faoi theorainn díraonta (tonnfhad) an tsolais;d'fhéadfadh an réadmhaoin seo feabhsú suntasach réitigh a cheadú i dteicneolaíochtaí éagsúla taispeána agus cumarsáide optúla.
“Ní mór dúinn athmhachnamh a dhéanamh ar conas is féidir ábhair a fhoirmiú agus conas a fheidhmíonn siad,” a dúirt Gang.“Is féidir nach mbeidh gá le hathdhearadh ábhair;d'fhéadfaí feabhas a chur ar a n-airíonna ach ábhair atá ann cheana a phacáistiú ar bhealaí nua.D’fhéadfadh ár n-ardán a bheith ina theicneolaíocht chumasúcháin ‘níos faide ná déantúsaíocht priontála 3-T’ chun ábhair a rialú ar scálaí i bhfad níos lú agus le níos mó éagsúlachta ábhar agus cumadóireachta deartha.Trí úsáid a bhaint as an gcur chuige céanna chun laitísí 3-T a fhoirmiú ó nana-réada inmhianaithe d’aicmí éagsúla ábhar, d’fhéadfaí nana-dhéantúsaíocht a athbheochan trí chomhtháthú a dhéanamh ar na cinn a mheasfaí a bheith neamh-chomhoiriúnach murach sin.”
Ábhair curtha ar fáil ag an DOE/Saotharlann Náisiúnta Brookhaven.Nóta: Is féidir ábhar a chur in eagar de réir stíle agus faid.
Faigh an nuacht eolaíochta is déanaí le nuachtlitreacha ríomhphoist saor in aisce ScienceDaily, nuashonraithe go laethúil agus go seachtainiúil.Nó féach ar fhothaí nuachta nuashonraithe in aghaidh na huaire i do léitheoir RSS:
Inis dúinn cad a cheapann tú faoi ScienceDaily - fáiltímid roimh thuairimí dearfacha agus diúltacha.An bhfuil aon fhadhb ag baint úsáide as an suíomh?Ceisteanna?
Am postála: Jul-04-2022