Skip to main content
European Commission logo print header

DNA-Based Molecular Nanowires

Article Category

Article available in the following languages:

Nanourządzenia przyszłości oparte na DNA

Chemiczne modyfikowanie naturalnej struktury kwasów nukleinowych budzi nadzieję, że możliwe będzie tworzenie molekularnych nanodrutów lepiej przewodzących niż naturalne cząsteczki DNA. Nanodruty z DNA mogłyby utorować drogę do nowej generacji złożonych urządzeń nanoelektronicznych na potrzeby sieci komputerowych.

Technologie przemysłowe icon Technologie przemysłowe

Od milionów lat DNA jest odpowiedzialne za przechowywanie informacji genetycznych we wszystkich żywych stworzeniach. Międzynarodowe konsorcjum siedmiu uniwersytetów i ośrodków badawczych poszukiwało możliwości wykorzystania tej makrocząsteczki łańcuchowej w nowym kontekście. Oddzielone od biologicznego źródła pochodzenia sztuczne podwójne helisy DNA zostały zmodyfikowane w taki sposób, że mogły posłużyć jako podstawowe elementy konstrukcyjne w samoorganizujących się molekularnych układach nanoelektronicznych. Wyniki projektu DNA BASED NANOWIRES, którego ambitnym celem było rozpoznanie nowych dróg w inżynierii biosyntetycznej nanodrutów, otwierają wyjątkową perspektywę miniaturyzacji opartej na urządzeniach nanoelektronicznych. Prace nie ograniczały się do wykorzystania zdolności DNA do rozpoznawania sekwencji komplementarnych, stanowiących o potencjale samoformowania pochodnych DNA. Uczestnicy projektu z Hebrajskiego Uniwersytetu Jerozolimy skupili się na pozornie sprzecznych wynikach dotyczących zdolności DNA do przenoszenia ładunków elektrycznych. W związku z tym opracowano eksperymentalną metodę, która umożliwiła pomiar prądu elektrycznego płynącego przez cząsteczki DNA, a co więcej, pozwoliła uzyskać odtwarzalne wyniki rozmaitych próbek. Konkretniej rzecz ujmując, mierzony był prąd przepływający przez dwuniciowe cząsteczki (ds)DNA osadzone w samoformującej się warstwie monomolekularnej jednoniciowych cząstek (ss)DNA, a chemicznie przymocowane do metalowego podłoża po obu końcach. Za pomocą przewodzącego mikroskopu sił atomowych stwierdzono, że prąd przepływający przez cząsteczki dsDNA ma natężenie 220 nanoamperów przy napięciu 2 woltów. Ten wynik potwierdził zdolność cząsteczek dsDNA do przenoszenia ładunków elektrycznych w kontrolowanych warunkach, a także dowiódł skuteczności ssDNA jako warstwy izolacyjnej. Niemniej jednak badacze zajęli się nowym typem cząsteczek opartych na DNA, G4-DNA, ponieważ cząsteczki dsDNA okazały się bardzo wrażliwe na warunki otoczenia.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania