Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Nanoparticle Assembly Enters the Fast Lane

12.10.2006
Method borrows instructions from molecular code of life

Anzeige

The speed of nanoparticle assembly can be accelerated with the assistance of the molecule that carries life’s genetic instructions, DNA, a team of researchers at the U.S. Department of Energy’s Brookhaven National Laboratory recently found. Nanoparticles, particles with dimensions on the order of billionths of a meter, could potentially be used for more efficient energy generation and data storage, as well as improved methods for diagnosing and treating disease. Learning how to control and tailor the assembly of these miniscule particles into larger functional systems remains a major challenge for scientists. The Brookhaven results, published online on October 11, 2006, by the Journal of the American Chemical Society, are a step in that direction.


...mehr zu:
Brookhaven DNA nanoparticle

“Understanding how to self-assemble these types of nanomaterials has applications in all areas of nanotechnology, from optics to electronics to magnetic materials,” said the study’s lead author Mathew Maye, a Brookhaven chemist. Maye is part of a team of interdisciplinary scientists from Brookhaven’s new Center for Functional Nanomaterials (CFN) and the biology department. The researchers found a way to control the assembly of gold nanoparticles using rigid, double-stranded DNA. Their technique takes advantage of this molecule’s natural tendency to pair up components called bases, known by the code letters A, T, G and C.

“In biology, DNA is mainly an informational material, while in nanoscience, DNA is an excellent structural material due to its natural ability to self-assemble according to well-specified programmable rules,” said Oleg Gang, the Brookhaven physicist who leads the research team. “Using biological materials such as DNA, we are developing approaches to control the assembly of inorganic nano-objects. However, in order to really turn this attractive approach into nanotechnology, we have to understand the complexity of interaction in such hybrid systems.”

The synthetic DNA used in the laboratory is capped onto individual gold nanoparticles and customized to recognize and bind to complementary DNA located on other particles. This process forms clusters, or aggregates, of gold particles.

“It’s really by design,” Maye said. “We can sit down with a piece of paper, write out a DNA sequence, and control how these nanoparticles will assemble.”

One limitation to the assembly process is the use of single-stranded DNA, which can bend backward and attach to the particle’s gold surface instead of binding with surrounding nanoparticles. This flexibility, along with the existence of multiple forms of single-stranded DNA, can greatly slow the assembly process. In the Brookhaven study, researchers introduced partially rigid, double-stranded DNA, which forces interacting linker segments of DNA to extend away from the gold surface, allowing for more efficient assembly.

“By using properties of DNA, we can increase assembly kinetics, or speed, by relatively simple means without a lot of synthetic steps,” Maye said.

The research team probed the synthesized and assembled nanosystems with multiple imaging techniques, using beams of light and electrons as well as high-intensity x-rays at Brookhaven’s National Synchrotron Light Source. The scientists look to further improve the controllability of the system, focusing next on the size of the nanoparticle clusters.

This research was funded by the Office of Basic Energy Sciences within the U.S. Department of Energy’s Office of Science. The CFN at Brookhaven Lab is one of five Nanoscale Science Research Centers being constructed at national laboratories by the DOE’s Office of Science to provide the nation with resources unmatched anywhere else in the world for synthesis, processing, fabrication, and analysis at the nanoscale.

Karen McNulty Walsh | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.bnl.gov

Weitere Berichte zu: Brookhaven DNA nanoparticle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert
08.02.2012 | Max-Planck-Institut für medizinische Forschung

nachricht Obstacles No Barrier to Higher Speeds for Worms
08.02.2012 | New York University

Alle Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert


Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst

Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...

Im Focus: Datenspeicher mit Lachs-DNA und Nano-Silber


Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.

Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.

Das System ...

Im Focus: VLT liefert detailreichstes Infrarotbild des Carinanebels


Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.

Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.

Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...

Im Focus: Automatisch Lücken im Funkspektrum erkennen


Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.

Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...

Im Focus: Bronze-Matrjoschka: hocheffiziente Katalysatoren und Nanoröhrchen mit ungewöhnlicher Symmetrie


Eine Puppe in der Puppe und noch eine drumherum – so erklärt Thomas Fässler seine Moleküle: Er packt ein Atom in einem Käfig in noch ein weiteres Atomgerüst.

Mit ihrer großen Oberfläche könnten solche Strukturen als hocheffiziente Katalysatoren dienen. Wie bei dem russischen Holzspielzeug sitzt ganz innen drin ein einzelnes kleines Zinnatom, eingepackt in eine Hülle aus zwölf Kupferatomen, und diese ist nochmals umgeben von weiteren 20 Zinnatomen.

In der Arbeitsgruppe von Professor Fässler am Institut für Anorganische ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Zwerggalaxie hat großen Hunger

08.02.2012 | Physik Astronomie

Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert

08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie

Obstacles No Barrier to Higher Speeds for Worms

08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

»Jede Sekunde zählt« Erster Internationaler Kongress zu Rettungsdienstsystemen in Neu Delhi

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Bauwerke gebrauchstauglich halten

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Wissenschaft im Dialog-Veranstaltungen im Wissenschaftsjahr 2012

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp