艾姆斯实验室的科学家,现在能够看到DNA折纸纳米结构的更多细节,这将促使对未来应用的组装有更好的理解和控制。DNA折纸是将单链环状DNA分子的长“支架”链折叠在一起,使用短的“短”链在纳米尺度上创建各种二维或三维形状。由于互补碱基对之间相互作用的特异性,DNA被广泛用作这些结构的构建块。因为这些纳米结构可以相同地制造并且数量相对较大,所以对纳米技术研究人员非常有吸引力,并且在许多应用中潜在地有用。
艾姆斯实验室的电子显微镜专家Tanya Prozorov表示:你怎么知道的?纳米科学的一个难题是能够清楚地看到我们正在制造的结构,并以最详细的方式理解这些结构;我们怎么知道?这就是纳米科学家正在努力解决的问题。在这种情况下,挑战在于了解三角形折纸结构的三维尺寸、形状和均匀性,这些结构将作为形状特定的基础,创造一层均匀的金纳米颗粒,形成等离子体装置,一种具有特殊性质的超材料。由于其化学组成,DNA纳米结构很难成像,用传统电子显微镜样品制备方法粉碎或压平样品。
或使用对比染色将其他材料引入样品,可能会改变其表面化学和性质。艾姆斯实验室研究组能够使用一种称为高角度环形暗场STEM的特殊类型扫描透射电子显微镜,直接捕获未染色DNA折纸纳米结构中的精细细节图像。到目前为止,如果不使用化学染色或求助于原子力显微镜成像,这种DNA折纸结构的细节水平无法获得。在匹兹堡大学一名合作者的帮助下,该团队还能够从低倍放大图像的子集中获得二维平均图像,这些图像分成若干类,并通过使用冷冻电子显微镜社区使用的专用例程进行计算。
为了制造基于DNA的等离子体材料,需要在DNA结构上安装许多金属纳米颗粒,以实现特定的电磁性能。这个过程从在DNA折纸表面产生金属种子开始,所以需要很好地理解它的结构,化学特性等,以便理解金属化过程。对未染色、未改变的DNA折纸结构进行成像的方法使我们能够看到这些细节,设想该方法将被广泛用作一种简单的方法来对DNA纳米结构进行成像。