یک گروه تحقیقاتی از مؤسسه بین‌المللی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) نشان داد با قرار دادن نانوذرات طلا در نزدیکی نقاط کوانتومی و همچنین استفاده از الگوی DNA در کنترل فاصله‌ها، می‌توان شدت نور فلورسانس این نقاط را به شکل قابل پیش‌بینی، کم یا زیاد کرد.
کاربرد جدید DNAو نانوذرات طلا در فناوری نانو
یک گروه تحقیقاتی از مؤسسه بین‌المللی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) نشان داد با قرار دادن نانوذرات طلا در نزدیکی نقاط کوانتومی و همچنین استفاده از الگوی DNA در کنترل فاصله‌ها، می‌توان شدت نور فلورسانس این نقاط را به شکل قابل پیش‌بینی، کم یا زیاد کرد. این اکتشاف، مسیر بالقوه جدیدی را در استفاده از نقاط کوانتومی بعنوان یک جزء در بهبود عملکرد آشکارسازهای نوری، حسگرهای شیمیایی و لیزرهای در ابعاد نانو ایجاد می‌کند.
این گروه راه‌هایی برای قرار دادن درست و دقیق انواع مختلفی از نانوذرات در کنار یکدیگر و اندازه‌گیری رفتار هندسی نانومتری حاصله را ارائه داد. از آنجا که این اختراع نیازمند عملکرد همزمان چندین نوع ذره است، استفاده از روش‌های قابل اطمینان برای آرایش و و درک چگونگی تعامل آنها امری ضروری است.
این پژوهشگران به دنبال دو نوع نانوذره بودند؛ نقاط کوانتومی که در اثر تابش نور از خود نور فلورسانت قرمز ساطع می‌کنند و نانوذرات طلا که برای تقویت نور اطراف نقاط کوانتومی استفاده می‌شوند. عملکرد این دو در کنار هم، با استفاده از مستطیل‌هایی از DNA تابیده و بافته شده (تکنیک موسوم به DNA origami)، حسگرهای نانومقیاسی را تشکیل می‌دهد.
نور لیزر (سبز) به این پژوهشگران اجازه داد تا تغییرات عمر نورِ فلورسانتِ نقاط کوانتومی، هنگامی که به ذرات طلا با ابعاد مختلف نزدیک می‌شوند را بررسی کنند.
آلکس لیدل از اعضای این گروه اشاره کرد: «این مستطیل‌های ساخته شده از DNA می‌توانند طوری طراحی شوند که نانوذرات را در نقاط مشخص، با دقت حدود یک نانومتر، ثابت نگه دارند. تغییرات بسیار کوچک در فاصله بین نقطه کوانتومی و نانوذره طلا در نزدیکی یکدیگر (دور شدن یا نزدیک شدن به طلا) در مستطیل DNA، باعث می‌شود که نقطه کوانتومی بیشتر یا کمتر بدرخشد. از آنجا که این جابه‌جایی‌های کوچک می‌تواند به راحتی با پیگیری تغییرات نور نقاط کوانتومی شناسایی شود، از آنها می‌توان، به عنوان مثال، برای آشکار کردن حضور ماده شیمیایی خاص که به صورت انتخابی روی مستطیل DNAای متصل شده است، استفاده کرد. اگرچه راه‌اندازی صحیح این سیستم کاری بسیار پیچیده است.»
لیدل و همکارانش، چندین نوع مستطیل DNA، هر کدام با آرایش مختلف نقاط کوانتومی و نانوذرات طلا در محلول را ساخته‌اند. با استفاده از لیزر بعنوان منبع نور، این پژوهشگران توانستند حرکت منفرد مستطیل‌های DNA را در محلول دنبال کنند. آنها همچنین توانستند تغییرات عمر نور فلورسانت نقاط کوانتومی، هنگامی که به ذرات طلا با ابعاد مختلف نزدیک می‌شوند را شناسایی کنند.
بعلاوه آنها نشان دادند می‌توانند عمر دقیق نور فلورسانت ساطع شده از نقطه کوانتومی وابسته به اندازه نانوذرات طلای مجاور را نیز پیش‌بینی کنند.
لیدل در انتها تصریح کرد: «هدف آینده ما، بهره‌مندی از روش فوق ذکر برای ساخت حسگرهایی با عملکرد بهتر در مقیاس نانو و کشف روش‌های اندازه‌گیری مورد نیاز برای سنجیدن عملکرد این حسگرها است.»
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Angewandte Chemie منتشر کرده‌اند.
