Les propriétés d'auto-assemblage de la molécule d'ADN ont permis la construction d'une gamme intrigante de formes nanométriques. De telles nanoarchitectures pourraient éventuellement trouver leur place dans une nouvelle génération de microélectronique, semi-conducteurs, dispositifs de détection biologiques et chimiques et une foule d'applications biomédicales. Maintenant Hao Yan et Yan Liu, des professeurs du Biodesign Institute's Center for Single Molecule Biophysics et leurs collaborateurs ont introduit une nouvelle méthode pour positionner de manière déterministe et précise des nanoparticules d'argent sur des échafaudages d'ADN auto-assemblés.

Dans leurs dernières recherches, le groupe a utilisé un long brin d'ADN, qui avait été plié en une plate-forme de construction triangulaire grâce à un processus connu sous le nom d'origami ADN. Cette fondation architecturale a ensuite été « décorée » d'un, deux ou trois nanoparticules d'argent, qui s'auto-assemble à des emplacements prédéterminés sur la nanostructure de l'ADN. Les résultats expérimentaux du groupe, qui apparaissent dans l'édition avancée en ligne de la revue Angewandte Chemie , démontrer pour la première fois la viabilité de l'utilisation de l'argent, plutôt que les nanoparticules d'or traditionnellement appliquées aux architectures à base de tuiles d'ADN ou d'origami. L'étude a été co-écrite par Suchetan Pal, Zhengtao Deng, Baoquan Ding.

L'une des nombreuses applications des échafaudages d'ADN parsemés de nanoparticules est d'effectuer des opérations de détection précises à l'échelle moléculaire. La détection sensible de molécules uniques à haute spécificité est d'un grand intérêt scientifique pour les chimistes, biologistes, pharmacologues, les chercheurs en médecine et ceux impliqués dans les domaines environnementaux où l'analyse des traces est requise. L'étude détaillée des gènes humains n'est qu'un domaine où l'amélioration de la détection de molécules uniques pourrait être d'un énorme avantage.

Dans leur effort actuel, le groupe a cherché à exploiter les propriétés des nanoparticules d'argent pour augmenter la résonance plasmonique de surface, une vibration d'électrons qui peut donner aux chercheurs des indices sur la nature moléculaire de l'échantillon qu'ils étudient. "Théoriquement, les gens ont prédit qu'une résonance plasmonique de surface locale peut être beaucoup plus forte si vous utilisez des particules d'argent par rapport à l'or, ", a déclaré Yan. Ces zones localement améliorées entre les nanoparticules sont appelées points chauds électriques.

Le groupe cependant, a dû surmonter des obstacles importants à l'utilisation des nanoparticules d'argent. L'argent a tendance à être beaucoup moins stable que l'or et peut facilement s'oxyder dans son état normal. Pour contrer cette tendance, L'équipe de Yan et Liu a attaché plusieurs atomes de soufre à l'épine dorsale du brin d'ADN utilisé pour fabriquer la plate-forme des nanoparticules. Chaque nanoparticule d'argent est alors fermement maintenue en place par neuf atomes de soufre, une fois qu'il est monté sur la forme d'origami d'ADN.

La nouvelle étude ouvre la voie à la création d'une architecture d'ADN plus fonctionnelle. "Je pense que ce travail ouvrira des portes pour mettre en œuvre et étudier l'interaction plasmonique dépendante de la distance entre les nanoparticules nobles au niveau d'une seule particule, " Yan dit, ajoutant que les premières étapes critiques pour créer des structures de nanoparticules d'argent organisées hiérarchiquement ont maintenant été franchies.