Un origami moderno a base de ADN y diamantes
Mediante el sembrado y posterior crecimiento de películas finas de diamante nanocristalino, se produce el material necesario para diseñar dispositivos a nanoescala empleados en toda una serie de sectores diferentes, desde la medicina al procesamiento de información cuántica. Sin embargo, la creación de patrones precisos a nanoescala necesarios para estas tecnologías es un proceso laborioso y extremadamente caro. El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea DIAMONDDNA (DNA origami templates for nanocrystalline diamond nanostructures) era crear patrones de ADN autoensamblados específicos que, posteriormente, pueden recubrirse con nanodiamantes o partículas de diamantoides. La resolución de la estructura resultante sobrepasa la obtenida mediante procesos empleados actualmente como la litografía por haz de electrones (EBL). Para lograr el autoensamblaje de ADN, las nanopartículas deben ser lo suficientemente pequeñas y tener carga negativa de manera que no interfieran con la interacciones electrostáticas del autoensamblaje. Para satisfacer estos criterios, los investigadores desarrollaron un método preciso para funcionalizar y dispersar estructuras de nanodiamantes sintetizados por detonación (DND). Las nanopartículas resultantes con potencial zeta negativo no solo son lo suficientemente pequeñas y nanodispersadas, sino que además presentan grupos funcionales químicamente accesibles que permiten su biomodificación posterior con ADN u otras sondas moleculares. Los investigadores de DIAMONDDNA lograron ensamblar con éxito estructuras de origami de ADN y recopilar gran cantidad de información sobre las propiedades superficiales de los DND. Sin embargo, estos no fueron capaces de ensamblar estructuras de DND-origami de ADN, si bien las modificaciones futuras y el conocimiento obtenido deberían permitir el ensamblaje de tal estructura. Las aplicaciones del método de preparación química incluyen el biomarcado, donde un nanodiamante fluorescente es conjugado con anticuerpos específicos, y el diseño de biomatrices para la ingeniería de tejidos óseos. Los investigadores también desarrollaron centros de color perfectos en nanodiamantes derivados de semillas de diamantoides ultrapuros, trabajo que condujo a la solicitud de una patente. Esta patente de centro de color en diamantoides describe una ruta para la producción de dos tipos de nanopartículas. Las nanopartículas que producen fluorescencia brillante en el infrarrojo cercano sin desactivación con vacíos de silicios pueden emplearse en técnicas de bioimagen, mientras que aquellas con vacíos de nitrógeno y sensibilidad a campo magnético/eléctrico pueden emplearse en magnetometría. Las actividades del proyecto DIAMONDDNA han permitido la creación de centros de color en diamantes con una precisión a nanoescala. Además, estas podrían permitir a corto plazo avances tecnológicos en nuevas estrategias terapéuticas y diagnósticas gracias al desarrollo de técnicas de imagen de alta velocidad y exposición prolongada.
Palabras clave
ADN, diamante, molde, DIAMONDDNA, nanodiamante, DND, centro de color
