Создание наноструктур с помощью генной инженерии

Исследователи из Ames Research центра НАСА (Моффет поле, CA), возглавляемой Джонатан Трент, Эндрю Макмиллан и Чад Паавола в сотрудничестве с Нестором Zaluzec системы (Аргон, Иллинойс Аргоннской национальной лаборатории) телеприсутствия микроскопии Лаборатория, использовали модифицированные белки от экстремофилов микробов шаблоны для создания meshlike структур с возможностями использования в электронике устройства.

Команда извлекла из генов Sulfolobus shibatae, одноклеточные бактерии, которая живет в геотермальных горячих источников и может терпеть nearboiling температурах и высокой кислотности. Ген был изменен путем добавления инструкции, которые описывают, как сделать белок, который прилипает к золота или полупроводников, объясняет Макмиллан. Именно тогда клонировали в безобидной форме в бактерии E.coli, которая быстро размножается, производя большое количество новых белков, Паавола добавляет. В результате напиток нагревался до уничтожения нежелательных природных белков кишечной палочки, что позволяет большое количество тепла устойчивые белка Sulfolobus должны быть изолированы.

Белка была собрана в кольцевые структуры, которые 20 нм в поперечнике, которые выкристаллизовались в плоской гексагональной шаблонов до 100 (MU) м в ширину. Кристаллы были применены к подложке, такие как пластины кремния и золота или полупроводника раствор был добавлен. Мельчайшие частицы золота или полупроводника (селенида кадмия / сульфида цинка) придерживаться решетки, производя точный, регулярных массивов наночастиц, которые напоминают аналогичные схемы используются в микроэлектронике, только намного меньше. "После дальнейшего развития, наночастицы массив может послужить памяти компьютера, датчиков, или логического устройства, которые могут выполнять вычисления," Макмиллан предсказывает.

"Мы продемонстрировали возможность использования генно-инженерных белков, чтобы манипулировать и организовать материалов на нанометровом масштабе", говорит Трент. "Нашей конечной целью является доказать, что мы можем использовать белки для создания устройств, которые будут иметь значение для НАСА в поисках жизни за пределами Земли."

Nanoshell датчики Улучшение Молекулярно-генетический анализ

Исследователи Райс Univ. (Г. Хьюстон, штат Техас), продемонстрировали способность управлять электромагнитное поле вокруг наночастицы, которые могут привести к разработке химических методов скрининга регулярно проводить анализ проб, как маленький одной молекулы, говорит Наоми Халас, профессор электротехники и вычислительной техники. "Это первый раз, когда кто-либо разработана и спроектирована специально для наносенсорные получения информации о химических веществах", утверждает она. "Это широкое применение в области экологии, химии и биодатчиков, и это может иметь очень важные приложения в ранней диагностике рака".

Комбинационного рассеяния света широко используется в химическом анализе и определить молекулярную структуру. Ученые знали, что они могли бы повысить комбинационного рассеяния света образца, и, следовательно, чувствительность аналитического метода, помещая образец рядом мелких частиц коллоидных металлов. Однако они не смогли точно управлять электромагнитным состояния металла коллоидов, так и интерпретации результатов таких исследований отличаются друг от друга, Халас указывает.

Ее исследования капитализирует на перестраиваемых оптических свойств металла nanoshells, которые слоистых коллоидов, которые состоят из ядра непроводящего материала покрыта тонким слоем металлического корпуса. Она обнаружила, что различные ядра и оболочки размеры nanoshell дали возможность сосредоточить внимание местных электромагнитного поля на поверхности наночастиц в контролируемым образом.

Электромагнитного поля на поверхности металла, как считается, несет ответственность за значительно увеличить чувствительность спектроскопических сигнала молекул, адсорбированных на поверхности, что, которая известна как поверхность расширения спектроскопии комбинационного рассеяния (ГКР). Напряженности поля в зависимости от основного корпуса и размер измеряется мониторинга ГКР ответ адсорбированных молекул на поверхности наночастиц. Халас сообщает, что усиление ГКР, как представляется, непосредственно и исключительно за счет наночастиц геометрии. Эффективные усовершенствования ГКР в миллион раз были замечены в водном растворе, что соответствует абсолютной увеличения триллионов раз, когда реабсорбции излучения комбинационного близлежащих наночастиц учитывать, добавляет она. Повышение относится к увеличению измеряемого сигнала, в результате чего значительно увеличилось аналитической чувствительности, объясняет она.

Более подробная информация об этой работе можно найти в Applied Physics Letters, 82 (2), с. 257-259 (13 января 2003).