ساخت نانوساختارهای سه‌بعدی چندمنظوره با کمک ‏dna

[azarafrooz 14221]

محققان دانشگاه هاروارد با استفاده از بلوک‌های ساختاری ‏DNA‏ بیش از 100 نانوساختار ‏سه‌بعدی ایجاد نموده‌اند که پیشرفت قابل‌ملاحظه‌ای نسبت به ساختارهای دوبعدی ساخته‌شده ‏به‌وسیله‌ی همین گروه در طی چند ماه گذشته، داشته است.‏

 

این روش جدید گامی مهم در جهت استفاده از ‏DNA‏ در فناوری‌نانو برای کاربردهای ‏پیچیده‌تر از چیزی که تاکنون ممکن بوده، است. از جمله این کاربردها می‌توان به ‏دستگاه‌های پزشکی هوشمند برای انتقال گزینش‌پذیر دارو به محل بیماری، کاوشگر‌های ‏تصویربرداری قابل برنامه‌ریزی و الگوهایی برای تنظیم دقیق مواد مورد استفاده در ساخت ‏مدارهای رایانه‌ای نسل آینده اشاره کرد.‏

 

این روش نانوساخت به نام «خوآرایی بلوک – ‏DNA‏» از رشته‌های کوتاه مصنوعی ‏DNA استفاده می‌کند. این روش روی توانایی برنامه‌ریزی DNA برای تبدیل شدن به ‏شکل‌های از قبل طراحی‌شده بر مبنای دستورالعمل جفت‌های باز ‏DNA‏ طرح‌ریزی شده است، ‏بدین صورت که: A (آدنوزین) تنها به T (تیمین) می‌چسبد و C (سیتوزین) فقط به G ‏‏(گوانین) متصل می‌شود.‏

 

مدل‌های سه بعدی ایجاد شده به وسیله رایانه (بالا) و تصاویر ‏میکروسکوپی طرح دوبعدی متناظر (پایین) نانوساختارهای که از ‏رشته‌های مصنوعی DNA به نام بلوک‌های DNA بطور خود به ‏خود آرایش یافته‌اند.‏

این محققان چگونگی ساختن مجموعه‌ای از اشکال دوبعدی را با روی هم قرار دادن ‏بلوک‌های رشته دی‌ان‌ای (42 باز در طول) گزارش کرده بودند. اما در این روش جدید برای ‏ساخت یک ساختار سه‌بعدی از روش بخصوصی استفاده می‌شود.‏

بدین صورت که فرآیند ساخت با یک بلوک ‏DNA‏ کوچکتر (دارای 32 باز در طول) که ‏جهتگیری هر دو بلوک جفت‌شده را به میزان 90 درجه تغییر می‌دهد، شروع می‌شود به نحوی ‏که به هر دو بلوک جفت‌شده شکلی سه بعدی می‌بخشد. به این ترتیب می‌توان این بلوک‌ها ‏را علاوه بر جهت بالا برای ساخت در جهت بیرون نیز استفاده نمود و در نهایت موفق به ‏تشکیل ساختارهای سه بعدی، مانند یک مکعب 25 نانومتری حاوی صدها بلوک شد.‏

 

این گروه از محققان با انتخاب زیرمجموعه‌ای از بلوک‌های ‏DNA‏ در ساختارهای مکعبی ‏بزرگتر توانستند سطوحی با طرح‌های پیچیده در سطح خارجی علاوه بر حفرات و کانال‌های ‏پیچیده داخلی ایجاد کنند. پنگ یین به عنوان یکی از این محققان بر این باور است که این ‏روش بسیار ساده، تطبیق‌پذیر و قدرتمند است.

 

این محققان جزئیات نتایج کار تحققیاتی خود را در مجله‌ی ‏Science‏ منتشر کرده‌اند.‏