(PhysOrg.com) -- Hoewel de meeste mensen DNA kennen als de bouwstenen van het leven, deze grote moleculen hebben ook potentiële toepassingen in gebieden zoals biosensing, nanodeeltjes assemblage, en het bouwen van supramoleculaire structuren. En nu hebben wetenschappers een ander gebruik aan de lijst toegevoegd:onzichtbare inkt.

De onderzoekers, Jian Liang en Giacinto Scoles van Temple University in Philadelphia, Pennsylvania, en Matteo Castronovo van Temple University en CRO-National Center Institute in Aviano Pordenone, Italië, hebben hun werk over het gebruik van DNA als onzichtbare inkt gepubliceerd in een recent nummer van de Tijdschrift van de American Chemical Society .

Schrijven met DNA als onzichtbare inkt, de wetenschappers gebruikten een nanolithografietechniek genaamd nanografting, waarin nanostructuren worden geschreven met behulp van een atoomkrachtmicroscoop. In tegenstelling tot andere nanolithografietechnieken, waarin nanostructuren op een oppervlak worden geschreven, nanografting verwijdert eerst de oorspronkelijke moleculen in het scangebied en schrijft vervolgens nieuwe moleculen in hun plaats.

Met behulp van deze techniek, de wetenschappers bedekten eerst een gouden oppervlak met een monolaag van gethioleerde enkelstrengs DNA (ssDNA) moleculen met behulp van een zelfassemblageproces. Vervolgens hebben ze hetzelfde type DNA ingebed met behulp van nanotransplantaat in de gethioleerde DNA-achtergrond. Op dit punt, het nanogetransplanteerde DNA-patroon is onzichtbaar, omdat het dezelfde dikte en chemische samenstelling heeft als de achtergrond.

Echter, het nano-geënte DNA verschilt van de zelf-geassembleerde DNA-achtergrond doordat de nano-geënte moleculen een strakkere pakkingsvolgorde hebben. Hoewel de verpakkingsopdracht onder de beginvoorwaarden onzichtbaar is, een strakkere pakkingsvolgorde maakt het nanogetransplanteerde DNA gevoeliger voor hybridisatie. De wetenschappers ontdekten dat het uitvoeren van een hybridisatieproces waarbij de DNA-film wordt ondergedompeld in een vloeistof die het complementaire DNA (cDNA) bevat, de dikte van het nanogetransplanteerde DNA veel dramatischer doet toenemen dan die van het zelf-geassembleerde DNA. Als resultaat, het nano-geënte DNA-patroon komt tevoorschijn en wordt zichtbaar.

Door de DNA-film te dehybridiseren, de onderzoekers konden de diktetoename omkeren en het DNA-patroon weer onzichtbaar maken. Om te dehybridiseren, de onderzoekers bebroedden de DNA-film enkele uren in ultrapuur Milli-Q-water, en het patroon verdween. De onderzoekers ontdekten dat ze het hybridisatie-/dehybridisatieproces meerdere keren konden herhalen, en het patroon kon nog steeds met high fidelity worden geschakeld tussen zichtbaar ("aan") en onzichtbaar ("uit").

De wetenschappers merkten op dat dit vermogen om te schrijven, lezen, en wissen is niet erg gebruikelijk in nanolithografie. Deze nieuwigheid maakt de onzichtbare DNA-inkt tot een intrigerende ontdekking die kan worden gebruikt voor het manipuleren van biologische moleculen en het genereren van nieuwe versleutelingstechnologieën. Het encryptievermogen kan ook worden gecombineerd met andere technieken zoals DNA-stempeling, waarmee patronen kunnen worden overgedragen met behulp van een programmeerbare, omkeerbaar, en recyclebare vorm.

Copyright 2012 PhysOrg.com.
Alle rechten voorbehouden. Dit materiaal mag niet worden gepubliceerd, uitzending, geheel of gedeeltelijk herschreven of herverdeeld zonder de uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van PhysOrg.com.