Fritstående monolag fremstillet af proteinbundne guldnanopartikler

Fritstående nanopartikelfilm er af stor interesse for tekniske applikationer, såsom udvikling af nanoelektroniske enheder. I journalen Angewandte Chemie , Koreanske forskere har introduceret meget fleksible og stabile monolag af guld-nanopartikler fremstillet ved en selvsamlingsproces baseret på proteinaggregering. Filmene blev brugt til at coate wafers op til 10 cm i diameter.

Succesen med denne nye strategi er afhængig af et lille protein kaldet α-synuclein, som er ansvarlig for regulering af dopaminfrigivelse i hjernen, blandt andet. Forkert foldede former af dette protein, som aggregerer til dårligt opløselige fibrille strukturer, synes at være involveret i udviklingen af ​​neurodegenerative sygdomme, såsom Parkinsons. Lige så ødelæggende som dette fejlfoldningsprotein er for hjernen, det har vist sig at være ganske nyttigt i produktionen af ​​omfattende film fremstillet af guld nanopartikler.

For at producere disse nye film, forskere, der arbejder med Seung R. Paik (Seoul National University), lagde først nanopartikler af guld med α-synuclein. De adsorberer derefter proteinerne på en polycarbonatoverflade, der er blevet renset ved behandling med iltplasma. Proteinerne binder sig særligt godt til denne overflade og bygger sig til sidst op for at danne et tæt pakket enkeltlag af guldnanopartikler, der holdes sammen gennem uspecifikke interaktioner mellem proteinerne. I det sidste trin, polycarbonatbæreren opløses med chloroform. På samme tid, dette opløsningsmiddel udløser også fejlfoldning af proteinerne, som giver dem mulighed for at aggregerer tæt og specifikt, giver de fritstående monolag den nødvendige stabilitet-også efter tørring. I modsætning til tidligere beskrevne metoder, denne teknik kan producere film med dimensioner, der når millimeter- og centimeterområdet, såsom en 4 tommer skive.

Farven på de transparente film afhænger af størrelsen af ​​de anvendte guldpartikler:10 nm partikelfilm er lyserøde, 20 nm partikelfilm er lilla, og dem fremstillet af 30 nm partikler er mørkeblå. Filmene er så fleksible, at de kan krølles sammen og derefter glattes ud igen i en væske. De kan også omslutte runde objekter, såsom silica kugler, uden at rive.

Forskerne var desuden i stand til at bruge litografisk forberedte overflader til at lave film med hullemønstre. Sekventiel adsorption på understøttelsen tillod dem også at lave film med et farvemønster fremstillet af nanopartikler i to forskellige størrelser.

Forskerne håber at kunne tilføje en række funktioner til deres film, ved hjælp af magnetiske nanopartikler eller kvantepunkter, for eksempel. Potentielle anvendelsesområder omfatter elektroniske komponenter, ultratynde skærme, og biokompatible sensorer til in vivo observation af organer og væv. De forventer, at disse film ikke kun skal bruges til at kontrollere cellulær aktivitet som kræftbehandling, men også celle-til-maskine-grænseflade inden for neurovidenskab og robotik.