استفاده ازDNA بعنوان جوهر نامرئی

در حالی که بیشتر مردم DNA را بعنوان اجزاء سازنده موجودات زیستی می‌شناسند، این مولکول‌های بزرگ کاربردهای بالقوه‌ای در زمینه‌هایی از قبیل زیست‌حسگری، آرایش نانوذرات ‌و ساختارهای ابرمولکولی سازنده دارند. اکنون دانشمندان کاربرد دیگری به این لیست اضافه کرده‌اند: جوهر نامرئی.

در حالی که بیشتر مردم DNA را بعنوان اجزاء سازنده موجودات زیستی می‌شناسند،
این مولکول‌های بزرگ کاربردهای بالقوه‌ای در زمینه‌هایی از قبیل زیست‌حسگری،
آرایش نانوذرات ‌و ساختارهای ابرمولکولی سازنده دارند. اکنون دانشمندان
کاربرد دیگری به این لیست اضافه کرده‌اند: جوهر نامرئی.

جیان لیانگ،گیاسینتو اسکالز و همکارانشان از دانشگاه تمپل در آمریکا، برای
نوشتن باDNA بعنوان جوهر نامرئی، از یک تکنیک نانولیتوگرافی بنام نانوپیوند‌دهنده
استفاده کرده‌ا‌ند که در آن نانوساختارها با استفاده از یک میکروسکوپ نیروی
اتمی نوشته می‌شوند، نانوپیونددهنده ابتدا مولکول‌های مبدأ در ناحیه مورد
پیمایش را حذف می‌کند و سپس مولکول‌های جدید را در آن مکان می‌نویسد.

 
شکل: ssDNA (A) نانوپیوندخورده به یک پس‌زمینه ازssDNA خودآرایش‌یافته؛ که هر دو یک
ضخامت دارند (حالت خاموش). (B) هیبریداسیون ssDNA بواسطه افزایش ضخامت DNA
نانوپیوندخورده، الگوی ناپیدا را آشکار می‌کند (حالت روشن). (C) دِهیبریداسیون
افزایش ضخامت را برمی‌گرداند (حالت خاموش). (D) این الگو به حالت اولیه برمی‌گردد.
این دانشمندان ابتدا سطحی از طلا را با استفاده از یک فرآیند خودآراء با تک‌لایه‌ای
از مولکول‌های DNA تک- رشته‌ای (ssDNA) تیول‌دارشده پوشش دادند. سپس همان نوع DNA
را با استفاده از نانوپیونددهنده وارد پس‌زمینه DNA تیول‌دار شده کردند. در این
حالت، الگوی DNA نانوپیوندخورده نامرئی است، چونکه همان ضخامت و ساختار شیمیایی پس‌زمینه
را دارد .

با این حال؛DNA نانوپیوند‌خورده با پس‌زمینه DNA خودآرایش یافته تفاوت دارد، زیرا
مولکول‌های نانوپیوند‌خورده یک نظم فشرده‌تر دارند. اگرچه نظم فشرده تحت شرایط
اولیه مرئی است، اما نظم فشرده‌تر، DNA نانوپیوندخورده را به هیبریداسیون حساس‌تر
می‌کند.

این دانشمندان متوجه شدند که انجام یک فرآیند هیبریداسیون که شامل غوطه‌ورسازی فیلم
DNA در یک سیال حاوی DNA مکمل است، ضخامت DNA نانوپیوندخورده را خیلی بیشتر از
ضخامت DNA خودآرایش یافته افزایش می‌دهد. در نتیجه الگوی DNA نانوپیوند خورده ظاهر
شده و مرئی می‌شود.

این محققان با دِهیبریداسیون این فیلم DNA، توانستند افزایش ضخامت را برگردانند و
این الگوی DNA را دوباره نامرئی کنند. آنها برای دهیبریداسیون این فیلم DNA را در
آب Milli-Q بسیار خالص برای چندین ساعت نگه داشتند و این الگو را ناپدید ساختند.
این محققان متوجه شدند که آنها می‌توانند این فرآیند هیبریداسیون/ دِهیبریداسیون را
برای چندین مرتبه تکرار کنند؛ و این الگو را به خوبی بین حالت‌های مرئی (روشن) و
نامرئی (خاموش) سویچ کنند.

این دانشمندان اشاره می‌کنند که این توانایی برای نوشتن، خواندن و پاک‌کردن در
نانولیتوگرافی خیلی معمول نیست. این تازگی، جوهر نامرئی DNA مذکور را تبدیل به یک
کشف جالب می‌کند که می‌توان آن را برای تحت نفوذ‌ بردن مولکول‌های زیستی و ایجاد
فناوری‌های مخفی‌سازی جدید استفاده کرد.

این محققان جزئیات نتایج کار خود را در مجله‌ی Journal of the American Chemical
Society منتشر کرده‌اند.