Et nyt nanoaktuatorsystem er blevet udviklet

Forskere ved University of Jyväskylä (Finland) og University of Tampere (Finland) har sammen med BioNavis Ltd (Finland) udviklet et nyt nanoaktuatorsystem, hvor konformation af biomolekyle kan afstemmes ved hjælp af elektrisk felt og sonderes ved hjælp af optiske egenskaber af guld nanopartikel.

I løbet af de sidste årtier har nanoaktuatorer til påvisning eller sondering af forskellige biomolekyler har tiltrukket stor interesse for eksempel inden for biomedicinsk, fødevare- og miljøindustrien. For at levere mere alsidige værktøjer til aktiv molekylær kontrol i nanometer skala, forskere ved University of Jyväskylä og University of Tampere har udtænkt en nanoaktuatorordning, hvor guld nanopartikel (AuNP) fastgjort på en ledende overflade flyttes reversibelt ved hjælp af elektriske felter, mens den overvåger sin position optisk via ændringer af dens plasmonresonans. Kræfter induceret af AuNP -bevægelsen på molekylet, der forankrer nanopartiklen, kan bruges til at ændre og studere dens konformation.

"Relaterede undersøgelser bruger enten organiske eller uorganiske grænseflader eller materialer som sonder. Vores idé var at smelte disse to domæner sammen for at opnå det bedste fra begge verdener, ”siger postdoktor Kosti Tapio.

Flere muligheder for at studere molekyler

Ifølge den nuværende undersøgelse, det blev vist, at AuNP'er forankret via hårnål-DNA-molekyle oplevede yderligere diskretisering i deres bevægelse på grund af åbning og lukning af hårnålesløjfen i forhold til sletten, enkeltstrenget DNA.

"Dette fund vil muliggøre konformationelle undersøgelser af forskellige interessante biomolekyler, eller endda vira, "siger lektor Vesa Hytönen fra Protein Dynamics Group fra University of Tampere.

Udover at studere molekylers struktur og adfærd, denne ordning kan udvides til overfladeforbedrede spektroskopier som SERS, da afstanden mellem partiklen og den ledende overflade og dermed plasmonresonansen af ​​nanopartiklen kan justeres reversibelt.

"Nanopartikelsystemer med efterfremstillingsjusterbare optiske egenskaber er tidligere blevet udviklet, men typisk er tuningsprocesserne irreversible. Vores tilgang giver mere tilpasningsevne og muligheder, når det kommer til detekteringsbølgelængder og molekyler, "fastslår lektor Jussi Toppari fra Jyväskylä universitet.

Forskningen blev finansieret af Finlands Akademi (OMA - programmerbare materialer) og den finske kulturfond (Central Finland Regional Fund). Forfattere takker BioNavis Ltd for udstyr og væsentlig ekspertise i SPR -analysen.