Preparação de Mica e silício substratos para análise do DNA Origami e Experimentação

Resumo

Processos de limpeza reprodutíveis para substratos usados na pesquisa de origami de DNA são descritos, incluindo limpeza RCA de bancada e derivatização de óxido de silício. Protocolos para preparação de superfície, deposição de origami de DNA, parâmetros de secagem e configurações experimentais simples são ilustrados.

Resumo

A natureza projetada e a síntese controlada de um pote de origami de DNA oferecem oportunidades interessantes em muitos campos, particularmente na nanoeletrônica. Muitas dessas aplicações requerem interação e adesão de nanoestruturas de DNA a um substrato. Devido à sua natureza atomicamente plana e facilmente limpa, a mica tem sido o substrato de escolha para experimentos de origami de DNA. No entanto, as aplicações práticas da mica são relativamente limitadas em comparação com as dos substratos semicondutores. Por esse motivo, um processo simples, estável e repetível para a adesão de origami de DNA em óxido de silício derivatizado é apresentado aqui. Para promover a adesão de nanoestruturas de DNA à superfície do óxido de silício, uma monocamada auto-montada de 3-aminopropiltrietoxissilano (APTES) é depositada a partir de uma solução aquosa compatível com muitos fotorresistentes. O substrato deve ser limpo de todos os contaminantes orgânicos e metálicos usando os processos de limpeza da Radio Corporation of America (RCA) e a camada de óxido nativo deve ser gravada para garantir uma superfície plana e funcionalizável. As salas limpas são equipadas com instalações para limpeza de silicone, no entanto, muitos componentes de tampões e soluções de origami de DNA geralmente não são permitidos nelas devido a preocupações com contaminação. Este manuscrito descreve a configuração e o protocolo para limpeza de silício em pequena escala em laboratório para pesquisadores que não têm acesso a uma sala limpa ou gostariam de incorporar processos que possam causar contaminação de uma bancada limpa CMOS de sala limpa. Além disso, são discutidas variáveis para regular a cobertura e como reconhecer e evitar problemas comuns de preparação de amostras.

Introdução

Introduzido pela primeira vez em 2006, origami de DNA utiliza a natureza de auto-montagem de oligonucleótidos de DNA para produzir nanoestruturas designable e altamente ordenados. ¹ Uma miríade de estruturas têm sido relatados, que vão desde as caras do smiley travada para caixas em 3 dimensões. ² origami de DNA pode ser funcionalizada com várias biomoléculas e nanoestruturas, dando origem a aplicações de investigação no domínio da nanoelectrónica, medicina e computação quântica. ³ No entanto, a análise e muitas aplicações futuras não são apenas dependente de concepção estrutural, mas também com a adesão das nanoestruturas origami de ....

Protocolo

1. Experiência Planejamento e preparação do material

1. Determinar o desenho, a concentração, ea funcionalidade do origami de DNA que vai ser usado nas experiências ^14-16. Aqui, utilizamos um design ADN origami rectângulo preparado em 1x TAE / Mg ²⁺ (40 mM de base Tris, 20 mM ácido acético, EDTA 2 mM e acetato de magnésio 12 mM, pH 8,0). ¹⁷
2. Autoclave todas as dicas, tubos e recipientes para ser usado. Estes materiais devem ser todos autoclave compatível.
3. Prepare um suprimento de água esterilizada para a lavagem. Encha uma jarra estéril com cerca de 500 ml de 18 mohms x cm de água, coloque em uma chapa quent....

Resultados

Duas variáveis ​​ditar a cobertura de origami de DNA sobre o substrato: concentração da solução e do tempo de exposição. As características de adsorção de origami ADN sobre mica e APTES óxido de silício funcionalizados foram anteriormente relatados. ¹³ A relação entre a concentração de origami de DNA na solução de deposição e as coberturas finais sobre mica estão resumidos na Tabela 1 e Figura 2, que mostra os resultados de concentração crescentes num aumento da cobertura. O .......

Discussão

Há vários passos que precisam ser enfatizados para atingir resultados consistentes e ideais. Para amostras de mica, após uma lavagem rigorosa e minuciosa e que secam regime, como nos passos 3.3 e 3.4, vai assegurar que as imagens de origami de DNA indivíduo de alta qualidade pode ser alcançada usando AFM sem os vários problemas descritos na seção Resultados Representante. De primordial importância para as amostras de silício é a limpeza do substrato. Seguindo os procedimentos de limpeza descritas na etapa 5.2 cuidadosam.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Eppendorf epT.I.P.S. Recargas, capacidade 2-200  μ l	VWR International, LLC	22491733	bandeja de recarga de 10 tubos de
microcentrífuga de 96 pontas, polipropileno	VWR International, LLC	87003-290	0,65 ml, natural
Research Plus Pippete - Canal Único - 20-200  μ l	A. Daigger & amp Companhia, Inc.	EF8960F-3120000054 CADA	Pippete de Pesquisa de Volume Ajustável
Plus - Canal Único - 2-20  μ l	A. Daigger & amp Companhia, Inc.	EF8960D-3120000038 CADA
Fita Dupla Face Permanente Scotch 237 Volume Ajustável	Office Depot, Inc.	602710	3/4" x 300", Pacote de 2
Misturadores de Vórtice	Thermo Scientific	M37610-33Q
Recipiente para Wafer único, 2" (50 mm), 60 mm x 11  mm	Microscopia Eletrônica Sciences	64917-2	6 por pacote
6" Wafer, tipo P, < Orientação de 100>, com plano primário	Nova Electronic Materials, Ltd.
Luvas de Exame de Nitrilo Sem Pó	VWR International, LLC	82062-428	O número de catálogo é para tamanho grande
Sondas sem contato de alta precisão com revestimento reflexivo de Au	K-Tek Nanotechnology, Inc.	HA_NC/15
Autoclave Pan	A. Daigger & Companhia, Inc.	NAL692-5000 EF25341C
Sol-Vex II Luvas Agressivas, Tamanho: 9-9.5; 15 mil, 13 polegadas - 1 dz	Spectrum Chemical Mfg. Corp.	106-15055 Antes de	usar, enxágue com água e esfregue até que não se formem bolhas nas luvas.
Pinças PTFE 200 mm Square	Dynalon Corp.	316504-0002
Folhas de Mica Muscovita V-5 Quality	Electron Microscopy Sciences	71850-01	10 por pacote
Disco de Mica, 10 mm	Ted Pella, Inc	50	discos de mica são opcionais
Caneta Scriber Diamon para Vidraria	VWR International, LLC	52865-005
Frascos de Cintilação, Vidro Borosilicato, com Tampa de Rosca - 20 ml	VWR International, LLC	66022-060	Caixa de 500, com tampa de polipropileno anexada e forro de folha de celulose
4 x 5 polegadas Top PC-200 Placa Quente, 120 V/60 Hz	Dot Scientific, Inc.	6759-200
Frascos de vidro de face reta, boca larga	VWR International, LLC	89043-554	Caixa de 254, tampas com revestimento de celulose/vinil anexado
Copo de vidro de grau padrão, capacidade de 250 ml	VWR International, LLC	173506
Beakers, PTFE	VWR International, LLC	89026-022	Para uso com
vidro de relógio HF de forma rasa, 3"	VWR International, LLC	66112-107	Caixa de 12
Recipientes de Armazenamento de Plástico	VWR International, LLC	470195-354	Para recipiente secundário
Termómetros de Uso Geral Líquido-em-Vidro	VWR International, LLC	89095-564
Pinças de alta precisão e ultrafinas	Microscopia Eletrónica Sciences	78310-0
Viseira de Policarbonato	Fisher ScientificInc.	18-999-4542
Avental de Neoprene	Fisher Scientific, Inc.	19-810-609
Gluconato de cálcio, Calgonato	W.W Grainger, Inc.	13W861	Tubo, 25 g
de peróxido de hidrogênio 30% CR ACS 500 ml	Fisher Scientific, Inc.	H325 500
3-aminopropiltrietoxissilano	Gelest Inc.	SIA0610.0-25GM	Deixe aquecer à temperatura ambiente antes de usar.
Hidróxido de amônio, 2,5 L	Fisher Scientific, Inc.	A669-212	PREJUDICIAL, TÓXICO
Ácido clorídrico	Fisher Scientific, Inc.	A144-212	PREJUDICIAL, TÓXICO
Ácido fluorídrico	Fisher Scientific, Inc.	A147-1LB	PREJUDICIAL, INSTRUMENTOS TÓXICOS
DE Veeco do nanoscópio IIIa MultiMode	, Inc.		Qualquer AFM capaz de modo de rosqueamento é adequado para análise
Cesta de imersão	Feita em laboratório	Feita em laboratório	A cesta de imersão foi feita usando o fundo de uma garrafa de PTFE com furos perfurados, alça de PTFE e todos os parafusos de PTFE.

GC49266 nocivo e tóxico