電子顯微鏡成像，揭示了DNA摺紙納米結構的細節！

2020-10-18 博科園

艾姆斯實驗室的科學家，現在能夠看到DNA摺紙納米結構的更多細節，這將促使對未來應用的組裝有更好的理解和控制。DNA摺紙是將單鏈環狀DNA分子的長「支架」鏈摺疊在一起，使用短的「短」鏈在納米尺度上創建各種二維或三維形狀。由於互補鹼基對之間相互作用的特異性，DNA被廣泛用作這些結構的構建塊。因為這些納米結構可以相同地製造並且數量相對較大，所以對納米技術研究人員非常有吸引力，並且在許多應用中潛在地有用。

艾姆斯實驗室的電子顯微鏡專家Tanya Prozorov表示：你怎麼知道的？納米科學的一個難題是能夠清楚地看到我們正在製造的結構，並以最詳細的方式理解這些結構；我們怎麼知道？這就是納米科學家正在努力解決的問題。在這種情況下，挑戰在於了解三角形摺紙結構的三維尺寸、形狀和均勻性，這些結構將作為形狀特定的基礎，創造一層均勻的金納米顆粒，形成等離子體裝置，一種具有特殊性質的超材料。由於其化學組成，DNA納米結構很難成像，用傳統電子顯微鏡樣品製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，可能會改變其表面化學和性質。艾姆斯實驗室研究組能夠使用一種稱為高角度環形暗場STEM的特殊類型掃描透射電子顯微鏡，直接捕獲未染色DNA摺紙納米結構中的精細細節圖像。到目前為止，如果不使用化學染色或求助於原子力顯微鏡成像，這種DNA摺紙結構的細節水平無法獲得。在匹茲堡大學一名合作者的幫助下，該團隊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，並通過使用冷凍電子顯微鏡社區使用的專用例程進行計算。

為了製造基於DNA的等離子體材料，需要在DNA結構上安裝許多金屬納米顆粒，以實現特定的電磁性能。這個過程從在DNA摺紙表面產生金屬種子開始，所以需要很好地理解它的結構，化學特性等，以便理解金屬化過程。對未染色、未改變的DNA摺紙結構進行成像的方法使我們能夠看到這些細節，設想該方法將被廣泛用作一種簡單的方法來對DNA納米結構進行成像。

博科園｜研究/來自：艾姆斯實驗室

參考期刊《Small Methods》

DOI: 10.1002/smtd.201900393

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