الكتاب أود أن أشكر S. دوغلاس لإجراء مناقشات قيمة للغاية والمشورة، وجميع أعضاء المختبر باشيليت لإجراء مناقشات مفيدة والعمل. ويؤيد هذا العمل من المنح المقدمة من كلية علوم الحياة ومعهد تقنية النانو والمواد المتقدمة في جامعة بار إيلان.

1. إعداد ستابلز بركة خليط <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترتيب مجفف بالتجميد DNA المواد الغذائية nanorobot على لوحات 96-جيدا كما هو موضح في الجدول رقم 1 (انظر المواد) وتطبيع إلى 10 نانومول. للحصول على وصف مفصل للتصميم والهندسة المعمارية للnanorobot DNA رؤية بن Ishay وآخرون. 14 ودوغلاس وآخرون. 15). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعادة كل الأساسية بشكل جيد مع الدناز / ريبونوكلياز خالية عالى النقاء لتركيز 100 ميكرومتر. لتطبيع المواد الغذائية إلى 10 نانومول، إعادة مع 100 ميكرولتر من الماء عالى النقاء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجمع معا 20 ميكرولتر من كل الأساسية باستخدام pipettor الأقنية والعقيمة 55 مل حوض الحل. ملاحظة: منذ يتكون شكل nanorobot من 254 فروع الأساسية (بما في ذلك النواة، الحواف، مقابض وسلاسل وأدلة، والجدول 1)، وتركيز كل من المواد الغذائية في تجمع المواد الغذائية هو 394 نانومتر. إزالة المواد الغذائية من تجمع الأساسية، أو إضافة بعض في المجلد مختلفةumes، قد يقلل من العائد إلى حد كبير، أو يؤدي ذلك في المجاميع غير المطوية. </li></ol> 2. إعداد تصنيع خليط التفاعل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لخليط التفاعل القياسية استخدام 40 ميكرولتر من M13mp18 الفيروسي الجينوم دائرية DNA ضفيرة واحدة، الموافق 4 بمول من الحمض النووي سقالة (حل 100 نانومتر الأسهم، انظر المواد). تركيز النهائي من سقالة في خليط تصنيع 20 نانومتر، الحجم النهائي 200 ميكرولتر. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط كمية من الحمض النووي سقالة وفقا لاحتياجات محددة؛ ومع ذلك، والحفاظ على التركيز النهائي من الحمض النووي سقالة في خليط التفاعل في ثابت 20 نانومتر. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة المواد الغذائية الأساسية للتوصل إلى السقالة إلى نسبة المواد الغذائية الأساسية من 1 إلى 10، على التوالي. ل20 نانومتر تركيز الحمض النووي سقالة، كل من تركيز النهائي 254 من السلع الاساسية &quot;هو 200 نانومتر. ل200 ميكرولتر حجم رد الفعل النهائي إضافة 102 ميكرولتر من الخليط تجمع المواد الغذائية (القسم 1.2). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة متواليات محددة بوابة على حدة إلى thالبريد خليط التفاعل للطي في هذا الوقت. يتم ترتيب هذه oligos منفصل، وتتطلب تنقية HPLC. ضمان oligos بوابة موجودة في 01:10 سقالة لبوابة نسبة تسلسل، أي 200 نيوتن متر من كل جزئية ل20 نانومتر تركيز سقالة. ل200 ميكرولتر للطي حجم رد الفعل، إضافة 0.4 ميكرولتر لكل من جزئية أربعة بوابة بتركيز الأسهم 100 ميكرومتر. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 10X TAE عازلة الأسهم للوصول إلى تركيز النهائي من 1X TAE (40 ملي تريس، خلات، 1 ملم EDTA). ل200 ميكرولتر للطي حجم رد الفعل، إضافة 20 ميكرولتر من 10X تاي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 1 M MgCl 2 إلى تركيز النهائي من 10 ملم. ل200 ميكرولتر للطي حجم رد الفعل، إضافة 2 ميكرولتر من 1 M MgCl 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 36 ميكرولتر من الدناز / ريبونوكلياز الماء عالى النقاء المجاني إلى التوصل إلى الحجم النهائي من 200 ميكرولتر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> دوامة وقسامة 100 ميكرولتر العينات في قارورة PCR. ملاحظة: راجع مواصفات cycler الحرارية بشأن كميات رد فعل القصوى لاستخدامها.سوف يقلل من حجم لتلبية هذه الحدود لا يقلل من الغلات المنتجة. أحجام رد فعل فوق الحد الأقصى المحدد سوف يعرض للخطر الغلة. </li></ol> 3. درجة الحرارة التليين المنحدر من تلفيق رد الفعل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> برنامج cycler الحرارية على النحو التالي: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> منحدر 85 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية في معدل من 5 دقيقة / درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> منحدر 60 ° C إلى 4 درجات مئوية بمعدل 75 دقيقة / درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عقد في 4 درجات مئوية إلى أجل غير مسمى. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد التصنيع قد انتهت عينات في مخزن -20 ° C. </li></ol> 4. إزالة من ستابلز الزائدة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 100 ميكرولتر من للطي خليط التفاعل إلى 0.5 مل فلتر الطرد المركزي مع MWCO من 100 كيلو دالتون. حفظ عينة 10 ميكرولتر من روبوتات النانو قبل تنقية لتحليلها لاحقا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أجهزة الطرد المركزي لمدة 10 دقيقة في 9600 ز س. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 400 ميكرولتر من العازلة للطي (1X TAE، 10 ملي MgCl 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوات من 4.2 و 4.3 ضعف أكثر من ذلك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl">أجهزة الطرد المركزي لمدة 5 دقائق في 9600 ز س. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استعادة التركيز من خلال وضع مرشح رأسا على عقب في أنبوب microcentrifuge نظيفة وتدور لمدة 1 دقيقة في 9600 ز س. قد تختلف أحجام النهائية اعتمادا على حجم الأولي من خليط التفاعل تلفيق التي وضعت في التصفية. وعادة ما يتم الحصول على الحجم النهائي 25-60 ميكرولتر من عينة nanorobot المركزة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس تركيز الحمض النووي في العينات عن طريق معمل في 260 نانومتر. استخدام الوزن الجزيئي من 5،3 ميكروغرام / بمول عند حساب تركيزات المولي العينات nanorobot. ملاحظة: معامل الانقراض المولي لdsDNA، 50 ميكروغرام / OD 260، غير كافية لمعظم التطبيقات. 48 ميكروغرام / OD 260 يأخذ بعين الاعتبار الثايمين بولي ssDNA تمتد على المواد الغذائية الحواف. </li></ol> 5. الاغاروز جل التحليل الكهربائي من مطوية ننربتس <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد TBE 0.5X (45 ملي تريس، البورات، 1 ملم EDTA)، 2٪ هلام الاغاروز تستكمل مع 10 ملي MgCl 2 </suب&gt; (مقتبس من ارنستو كاسترو وآخرون 21): <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 0.5X العازلة TBE عن طريق تمييع 6.25 مل من 10X TBE العازلة الأسهم في 118.75 مل من ده 2 O. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل 2.5 غرام من الاغاروز في 125 مل من العازلة 0.5X TBE. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغلي في الميكروويف حتى يذوب تماما agarose. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 1.25 مل من 1 M MgCl 2 إلى تركيز النهائي من 10 ملم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 7 ميكرولتر من 10 ملغ / مل إيثيديوم بروميد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انتظر حل لتبرد قليلا وملء علبة الجل قبل يتصلب هلام الاغاروز. تثبيت مشط المطلوب فورا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 1 L 0.5X TBE العازلة على التوالي وذلك بإضافة 50 مل من 10X TBE العازلة الأسهم و 10 مل من 1 M MgCl 2-940 مل من ده 2 O. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة هلام هو إضافة الصلبة العازلة تشغيل للجهاز الكهربائي وجهاز وضع في حمام الثلج. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل 1 ميكروغرام DNA الكلي للروبوتات النانو قبل تنقية (الخطوة 3.2)، وبعد تنقية (الخطوة 4.7)، جنبا إلى جنب مع سقالةعينة من الحمض النووي DNA وعلامة 1 كيلو بايت، على هلام. تم اعطاء مثال في الشكل 2. مجلدات الفعلية للعينات تعتمد على تركيزات التي تم الحصول عليها بعد تنقيتها. يتم تحميل كل العينات مع العازلة تحميل في 1: 6 نسبة حجم النهائية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع مصدر الطاقة إلى 80 V وتشغيل هلام لمدة 3 ساعة. تشغيل هلام في حمام مليء الثلج والماء. سوف ننربتس تتكشف وتظهر كما مسحة اذا الجل الاغاروز مع ارتفاع درجات الحرارة خلال الكهربائي. خلال الكهربائي إضافة الجليد إضافية للحفاظ على الجهاز من التدفئة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مشاهدة هلام على طاولة الأشعة فوق البنفسجية (الشكل 2). </li></ol> 6. وصمة عار سلبي من Nanorobot مع اليورانيل-فورمات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 2٪، فورمات اليورانيل حل سهم (مقتبس من كاسترو وآخرون 23): <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزن 100 ملغ من مسحوق اليورانيل فورمات في أنبوب 15 مل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يغلي الدناز / ريبونوكلياز الماء عالى النقاء مجانا لمدة 3 دقائق لاجتثاث الأوكسجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 5 مل من الماء الساخن غير المؤكسج (~ 60 ° C)في أنبوب 15 مل تحتوي على مسحوق اليورانيل فورمات (من الخطوة السابقة). غطاء وثيق بإحكام، والتفاف في رقائق الألومنيوم ودوامة بدقة لمدة 10 دقيقة (أنبوب ربط إلى دوامة). يجب أن يظهر الحل العكرة مع اللون الأصفر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل مرشح من خلال 0.2 ميكرون حقنة فاي lter. وينبغي أن يصبح حل واضح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قسامة 200 ميكرولتر من الحل في أنابيب microcentrifuge. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أجهزة الطرد المركزي في أقصى سرعة لمدة 5 دقائق في جهاز للطرد المركزي أعلى الجدول لعينات التجمع في الجزء السفلي من الأنبوب. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل عينة لشبكة وتلطيخ السلبية: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تذويب قسامة 200 ميكرولتر من 2٪ من محلول اليورانيل-فورمات (المعد في القسم 6.1). إضافة 10 ميكرولتر من 0.5 M محلول هيدروكسيد الصوديوم ودوامة بدقة لمدة 3 دقائق. أجهزة الطرد المركزي في أقصى سرعة لمدة 5 دقائق باستخدام جهاز للطرد المركزي أعلى الجدول. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وفي الوقت نفسه، شبكة وهج التفريغ باستخدام هواء الغرفة عند 0.2 ملي بار و 25 مللي أمبير لمدة 30 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 15 ميكرولتر من 2 نانومتر عينة nanorobot بعد تنقية (sectiعلى 4،7) على الجانب العلوي من الشبكة (التي عقدت مع ملقط) والسماح استيعاب لمدة 1 دقيقة. استخدام فاي رقة lter لتصريف السوائل الزائدة عن طريق وضع شبكة على رأس ورقة الترشيح. لا تلمس سطح الشبكة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 10 ميكرولتر من 2٪ اليورانيل-فورمات (من الخطوة 6.2.1) على الجانب العلوي من الشبكة (التي عقدت مع ملقط). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام بسرعة فاي رقة lter لتصريف السوائل الزائدة عن طريق وضع شبكة على رأس ورقة الترشيح. لا تلمس سطح الشبكة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوات من 6.2.4 و6.2.5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 10 ميكرولتر من 2٪ اليورانيل-فورمات (من الخطوة 6.2.1) على الجانب العلوي من الشبكة (التي عقدت مع ملقط). دعونا حل تلطيخ امتصاص لمدة 30 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام فاي رقة lter لتصريف السوائل الزائدة عن طريق وضع شبكة على رأس ورقة الترشيح. لا تلمس سطح الشبكة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السماح للشبكة تجف تماما لمدة 30 دقيقة على الأقل، تواجه حتى على ورق الترشيح، قبل حقن في TEM. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Watson, J. D., Crick, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetical+implications+of+the+structure+of+deoxyribonucleic+acid.">Genetical implications of the structure of deoxyribonucleic acid.</a> Nature. 171, 964-967 (1953).</li><li>Kosuri, S., Church, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-Scale+de+novo.+DNA+synthesis:+technologies+and+applications.">Large-Scale de novo. DNA synthesis: technologies and applications.</a> Nature Meth. 11 (5), 499-507 (2014).</li><li>Pinheiro, A. V., Han, D., Shih, W. M., Yan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+and+opportunities+for+structural+DNA+nanotechnology.">Challenges and opportunities for structural DNA nanotechnology.</a> Nature Nanotech. 6 (12), 763-772 (2011).</li><li>Seeman, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleic+acid+junctions+and+lattices.">Nucleic acid junctions and lattices.</a> J Theor Biol. 99 (2), 237-247 (1982).</li><li>Chen, J. H., Seeman, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+from+DNA+of+a+molecule+with+the+connectivity+of+a+cube.">Synthesis from DNA of a molecule with the connectivity of a cube.</a> Nature. 350 (6319), 631-633 (1991).</li><li>Wei, B., Dai, M., Yin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+shapes+self-assembled+from+single-stranded+DNA+tiles.">Complex shapes self-assembled from single-stranded DNA tiles.</a> Nature. 485 (7400), 623-626 (2012).</li><li>He, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+self-assembly+of+DNA+into+symmetric+supramolecular+polyhedra.">Hierarchical self-assembly of DNA into symmetric supramolecular polyhedra.</a> Nature. 452 (7184), 198-201 (2008).</li><li>Yin, P., Hariadi, R. F., Sahu, S., Choi, H. M. T., Park, S. H., Labean, T. H., Reif, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Programming+DNA+tube+circumferences.">Programming DNA tube circumferences.</a> Science. 321 (5890), 824-826 (2008).</li><li>Rothemund, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folding+DNA+to+create+nanoscale+shapes+and+patterns.">Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns.</a> Nature. 440 (7082), 297-302 (2006).</li><li>Dietz, H., Douglas, S. M., Shih, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folding+DNA+into+twisted+and+curved+nanoscale+shapes.">Folding DNA into twisted and curved nanoscale shapes.</a> Science. 325 (5941), 725-730 (2009).</li><li>Douglas, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+DNA+into+nanoscale+three-dimensional+shapes.">Self-assembly of DNA into nanoscale three-dimensional shapes.</a> Nature. 459 (7245), 414-418 (2009).</li><li>Zhang, F., Nangreave, J., Liu, Y., Yan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+DNA+nanotechnology:+state+of+the+art+and+future+perspective.">Structural DNA nanotechnology: state of the art and future perspective.</a> J Am Chem Soc. 136 (32), 11198-11211 (2014).</li><li>Douglas, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prototyping+of+3D+DNA-origami+shapes+with+caDNAno.">Prototyping of 3D DNA-origami shapes with caDNAno.</a> Nucleic Acids Res. 37 (15), 5001-5006 (2009).</li><li>Ben-Ishay, E., Abu-Horowitz, A., Bachelet, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+a+bio-responsive+robot+from+DNA+origami.">Designing a bio-responsive robot from DNA origami.</a> J Vis Exp. (77), e50268 (2013).</li><li>Douglas, S. M., Bachelet, I., Church, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+logic-gated+nanorobot+for+targeted+transport+of+molecular+payloads.">A logic-gated nanorobot for targeted transport of molecular payloads.</a> Science. 335 (6070), 831-834 (2012).</li><li>Tan, W., Donovan, M. J., Jiang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aptamers+from+cell-based+selection+for+bioanalytical+applications.">Aptamers from cell-based selection for bioanalytical applications.</a> Chem Rev. 113 (4), 2842-2862 (2013).</li><li>Xiang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleic+Acid+Aptamer-Guided+Cancer+Therapeutics+and+Diagnostics:+The+Next+Generation+of+Cancer+Medicine.">Nucleic Acid Aptamer-Guided Cancer Therapeutics and Diagnostics: The Next Generation of Cancer Medicine.</a> Theranostics. 5 (1), 23-42 (2015).</li><li>Zhang, D. Y., Seelig, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+DNA+nanotechnology+using+strand-displacement+reactions.">Dynamic DNA nanotechnology using strand-displacement reactions.</a> Nat Chem. 3 (2), 103-113 (2011).</li><li>Tang, Z., Parekh, P., Turner, P., Moyer, R. W., Tan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generating+aptamers+for+recognition+of+virus-infected+cells.">Generating aptamers for recognition of virus-infected cells.</a> Clin Chem. 55 (4), 813-822 (2009).</li><li>Sefah, K., Shangguan, D., Xiong, X., O'Donoghue, M. B., Tan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+DNA+aptamers+using+Cell-SELEX.">Development of DNA aptamers using Cell-SELEX.</a> Nature Prot. 5 (6), 1169-1185 (2010).</li><li>McKeague, M., DeRosa, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+and+Opportunities+for+Small+Molecule+Aptamer+Development.">Challenges and Opportunities for Small Molecule Aptamer Development.</a> J Nucleic Acids. 2012, (2012).</li><li>Amir, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Universal+computing+by+DNA+origami+robots+in+a+living+animal.">Universal computing by DNA origami robots in a living animal.</a> Nature Nanotech. 9 (5), 353-357 (2014).</li><li>Castro, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+primer+to+scaffolded+DNA+origami.">A primer to scaffolded DNA origami.</a> Nature Meth. 8 (3), 221-229 (2011).</li><li>Sobczak, J. P., Martin, T. G., Gerling, T., Dietz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+folding+of+DNA+into+nanoscale+shapes+at+constant+temperature.">Rapid folding of DNA into nanoscale shapes at constant temperature.</a> Science. 338 (6113), 1458-1461 (2012).</li><li>Stahl, E., Martin, T. G., Praetorius, F., Dietz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facile+and+scalable+preparation+of+pure+and+dense+DNA+origami+solutions.">Facile and scalable preparation of pure and dense DNA origami solutions.</a> Angew Chem Int Ed Engl. 53 (47), 12735-12740 (2014).</li><li>Lin, C., Perrault, S. D., Kwak, M., Graf, F., Shih, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+DNA-origami+nanostructures+by+rate-zonal+centrifugation.">Purification of DNA-origami nanostructures by rate-zonal centrifugation.</a> Nucleic Acids Res. 41 (2), (2012).</li><li>Bai, X. C., Martin, T. G., Scheres, S. H., Dietz, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryo-EM+structure+of+a+3D+DNA-origami+object.">Cryo-EM structure of a 3D DNA-origami object.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (49), 20012-20017 (2012).</li></ol>

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

وصفنا تلفيق، وتنقية، والتصور للnanorobot DNA. وبعد تصنيع هيكل السيارة سداسية للجهاز، وتمت برمجة وظيفة nanorobot مع مقدمة بسيطة من البضائع محددة وخيوط الاستشعار للروبوت التي تجد بسهولة موقفهم المعينة بسبب الهيدروجين الرابطة التكامل مع مواقع لرسو السفن المتاحة منفردة الجديلة 14 ، 15،22. بروتوكول تلفيق وصف يستخدم منحدر الصلب بطيئة، والذي يستخدم عادة في مختبرنا لأضعاف مجموعة واسعة من الأشكال الورقية. إذا أصبح وقت الإنتاج وغيرها من البروتوكولات الرئيسية عامل، مثل بروتوكول للطي السريع وصفها Sobczak وآخرون. 24 يمكن استخدامها. يقال هذا البروتوكول لتحقيق لطي اوريغامي في عوائد عالية، ومع ذلك فإنه يتطلب معايرة لكل شكل اوريغامي. يستخدم تدور الترشيح لتنقية الروبوتات من المواد الغذائية الزائدة. عند تحميل الصورةالعمود دبوس مع عينات أو العازلة، ينبغي الحرص على عدم الاضرار الغشاء مع طرف ماصة. يمكن للغشاء يحتمل أن تمزق مما أدى إلى انخفاض كبير الغلة. فإنه من المستحسن أن لا تجاهل التدفق من خلال حتى يتم تصور للروبوتات النانو التي كتبها AGE. لتطبيق معين هو المطلوب معدل تنقية العالي؛ هذا لا يمكن أن يتحقق من خلال تكرار الترشيح باستخدام عمود الدوران الأصلي. للأعلى نقاء، يمكن استخدام عمود الدوران جديد، ولكن هذا سوف يكون له تأثير سلبي كبير على معدلات العائد. تم اختبار أساليب أخرى لهياكل اوريغامي DNA تنقية، مثل الختان من هلام الاغاروز لاحقا إلى الكهربائي وغسيل الكلى من المواد الغذائية الزائدة. وأدت هذه الأساليب في أي ضعف العائد أو معدلات تنقية الفقيرة مقارنة مع بروتوكول صفها. لم يتم اختبار أساليب أخرى، مثل تنقية تستند PEG-25 ومعدل منطقتين تنبيذ فائق 26. وذكرت هذه الأساليب لعشيعشية معدلات تنقية عالية، إلا أنها إما يؤدي إلى المحصول الضعيف (معدل منطقتين تنبيذ فائق) أو تتطلب هطول الأمطار (على PEG) وهو ما قد يضر شكل nanorobot جوفاء. هي ملفقة ننربتس بدبابيس دليل الذي قفل الشكل في موقف مغلقة من أجل زيادة yeilds تلفيق 15. من المهم أن إزالة هذه المواد الغذائية عن طريق إضافة دليل الدبابيس إزالة للروبوتات النانو لفتح فعال في الاستجابة للمنبهات تصميم (PDGF في بروتوكول صفها). تم تصميم مشابك دليل مع منطقة حبلا واحدة موطئ قدم للالتحام دليل الدبابيس إزالة الذي الإفراج عن السلع الاساسية دليل من خلال عملية النزوح حبلا وينبغي أن يضاف 18. هذه المواد الغذائية في 10: 1 نسبة المولي في نهاية تنقية الزائدة المرحلة المواد الغذائية &quot;(الخطوة 4.7) وحضنت لمدة 2 ساعة في درجة حرارة الغرفة على نهاية على نهاية شاكر. وقد وصفت التصور من قبل TEM، includiنانوغرام اليورانيل-فورمات تلطيخ السلبية 2٪. مقارنة مع اليورانيل خلات، اليورانيل-فورمات تنتج هياكل الحبوب الدقيقة التي تسمح للأفضل قرار من التصاميم اوريغامي DNA. ينبغي توخي الحذر كما اليورانيل-فورمات سوف يصلب إذا تم تجميد قسامات لفترات طويلة من الزمن. فمن المستحسن استخدام 2٪ محلول اليورانيل-فورمات الطازجة لتلطيخ. قرارات أفضل قابلة للتحقيق مع استخدام كرو-TEM 27. تصميم وتصنيع المعماري البروتوكول الأساسي للnanorobot DNA موحدة في نهاية المطاف ومباشر. ومع ذلك، يتم تقديم مجموعة واسعة من المرونة في شكل خليط من البضائع محددة وخيوط الاستشعار عن بعد. وعلاوة على ذلك، في مجتمع واحد العديد من الأنواع الفرعية يمكن إدخال ورياضيات الكيمياء النسبي برمجة والأمثل لتناسب الاحتياجات المحددة. حتى أكبر صقل حركية محددة في كل خطوة تحد من معدل يمكن تحقيقه مع زيادة / تخفيض مدة مزدوج التهجين حبلا أومقدمة من عدم التطابق في مناصب رئيسية محددة. هذه درجة عالية من المرونة مع سهولة البناء يسمح للهندسة أجهزة النانو قادرة على أداء المهام المعقدة متنوعة للغاية في الوسط البيولوجي ذات الصلة.

استخدامات للأحماض النووي تكنولوجيا النانو هي مذهلة. وقابلية الإستطراق قاعدة الاقتران واتسون-كريك فضلا عن سهولة والنسبية منخفضة التكلفة لتجميع واسعة النطاق من oligos حسب الطلب 2 قد ولدت انفجار التطبيقات 3 والبحوث في مجال تكنولوجيا النانو DNA. تكنولوجيا النانو DNA الهيكلي، على أساس متحرك سيمان 4،5 تقاطع باعتبارها اللبنة الأساسية يجعل من استخدام DNA كوحدة الابتدائية الذاتي تجميع لبناء الأشكال التعسفية 6-8. التطورات الأخيرة في الحمض النووي scaffolded اوريغامي 9 الأسلوب يسمح لبناء مجمع 2D / 3D النانو أبنية 10-12 بدقة نانومتر الفرعي وهي كفاءة الطريق لبناء الأجسام وظيفية جديدة مع زيادة تعقيد وتنوع مذهل. وتستند عملية البناء بناء على الحمض النووي الذين تقطعت بهم السبل واحد سقالة طويلة، والمستمدة عادة من genom الفيروسيه، والتي يمكن أن تكون مطوية من خلال التهجين مئات احدة oligos DNA حبلا قصيرة تسمى المواد الغذائية. القرار الهيكلي عالية التي حصلت عليها هذه التقنية هو نتيجة مباشرة للأبعاد الطبيعية من الحلزون المزدوج DNA، في حين أن استنساخ تلفيق هو نتيجة الخياطة وقصيرة التيلة تسلسل واحد حبلا لتسهيل أقصى الهيدروجين الرابطة التكامل للتحقيق. مع استخدام درجة حرارة الصلب بطيئة المنحدر المصممة أدنى مستوى الطاقة، الديناميكا الحرارية يتم التوصل البنية النانوية يفضل في عوائد عالية والإخلاص. تمكين سهل التنفيذ من قواعد التصميم تقاطع في مدونة كمبيوتر تطوير أدوات CAD، مثل caDNAno 13، التي تبسط غاية مهمة تصميم الهياكل الكبيرة والمعقدة التي تحتوي على مئات من تقاطعات متصل. سابقا وصفنا تصميم nanorobot DNA مع المعونة من أداة 14،15 caDNAno. نحن هنا تصوير وتلفيقالتصور، من خلال المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) من nanorobot، وهو nanodevice سداسية جوفاء 3D، مع أبعاد 35 × 35 × 50 نانومتر 3، مصممة للخضوع لتغيير متعلق بتكوين كبير في استجابة لمؤثرات محددة سلفا والبضائع المحددة الحالية، مثل كما البروتينات أو oligos الحمض النووي، المحتبسة داخل. في حين أن 12 محطة التحميل المتاحة داخل الهيكل جوفاء، العدد الفعلي للبضائع المربوطة يختلف مع حجم البضائع. وتتراوح جزيئات البضائع من جزيئات DNA صغيرة لالانزيمات، والأجسام المضادة و10/05 جزيئات الذهب نانومتر. Cargocan إما أن تكون موحدة أو متجانسة، مثل أن كل nanorobot يحتوي على خليط من جزيئات مختلفة. ويتحقق الاستشعار عن طريق اثنين المزدوج حلزونية تصميم بوابات تأمين على الشعور البروتينات والأحماض النووية أو المواد الكيميائية الأخرى، استنادا إما على aptasensor 16،17 أو حبلا DNA تشريد 18 التكنولوجيات. تمكن التطورات الأخيرة في aptamer بروتوكولات اختيار 19-21 تصميم روبوتات النانو الاستجابةإلى مجموعة متزايدة من جزيئات وأنواع الخلايا. وأظهر العمل في وقت سابق من nanorobot يحمل الأجسام المضادة المحددة، التي تقوم عليها ملزمة لمستضد لها القيام بترحيل إما المثبطة أو إشارة غزير إلى داخل أنواع معينة من الخلايا في خلية السكان مختلطة 15. ميزة مثيرة من هذه الأجهزة النانوية هي قدرتها على أداء المزيد من المهام المعقدة والتحكم المنطقي مع إدخال الأنواع الفرعية nanorobot مختلفة في عدد السكان واحد. مؤخرا أثبتنا فرعية محددة من روبوتات النانو أداء إما المنظمين إيجابية أو سلبية، والسيطرة على السكان المستجيب تحتوي على جزيء البضائع نشط 22. بروتوكول المعروضة هنا يصف تصنيع وتنقية والتصوير من nanorobot مسور مع تسلسل استشعار aptamer التي تربط بشكل انتقائي لPDGF لتسهيل افتتاح nanorobot 15،22. عملية تلفيق وصف مشابه لنعملية تصنيع anorobot يصور في البداية من قبل دوغلاس وآخرون. 15 مع التغييرات تهدف إلى الحد من مدة العملية الشاملة، مع زيادة معدلات العائد وتنقيتها.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>DNase/RNase free distilled water</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10977</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M13mp18 ssDNA scaffold</td>
			<td>NEB</td>
			<td>N4040S</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x TAE</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15558-042</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 M MgCl2</td>
			<td>Ambion</td>
			<td>AM9530G</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amicon Ultra 0.5 mL centrifugal filter 100K MWCO</td>
			<td>Amicon</td>
			<td>UFC510024</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Promega</td>
			<td>V3125</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TBE buffer</td>
			<td>Promega</td>
			<td>V4251</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethidium bromide 10mg/ml solution&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>E1510</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 kb DNA marker</td>
			<td>NEB</td>
			<td>N3232S</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loading Dye</td>
			<td>NEB</td>
			<td>B7021S</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>uranyl formate</td>
			<td>polysciences</td>
			<td>24762</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>carbon-coated TEM grids&#160;</td>
			<td>Science services</td>
			<td>EFCF400-Cu-50</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal Cycler c1000 Touch</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glow Discharge K100X</td>
			<td>Emitech</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV table Gel Doc EZ Imager</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoDrop 2000c</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TEM FEI-G12</td>
			<td>Tecnai</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

folding and characterization of a bio-responsive robot from dna origami

وnanorobot DNA هو جهاز النانومترية سداسية جوفاء، تهدف إلى فتح استجابة للمؤثرات معينة والبضائع الحالية المحتبسة داخل. كل من المحفزات والبضائع يمكن تكييفها وفقا لاحتياجات محددة. نحن هنا تصف البروتوكول تلفيق nanorobot DNA، مع استخدام تقنية اوريغامي DNA. يبدأ الإجراء عن طريق خلط المواد الغذائية قصيرة DNA واحدة حبلا في خليط الأوراق المالية التي يتم بعد ذلك تضاف إلى طويلة، دائرية، سقالة DNA واحدة حبلا في وجود منطقة عازلة للطي. وتمت برمجة A الحرارية cycler على معيار لخفض تدريجيا درجة حرارة التفاعل خلط لتسهيل الصلب المواد الغذائية إلى سقالة، وهي هي القوة المحركة للطي من nanorobot. مرة واحدة في رد فعل للطي 60 ساعة كاملة، يتم تجاهل المواد الغذائية الزائدة باستخدام فلتر الطرد المركزي، تليها التصور عبر الاغاروز هلام الكهربائي (AGE). وأخيرا، يتم التحقق منها تلفيق الناجح لnanorobot بواسطة المجهر الإلكتروني النافذ (TEM)،مع استخدام اليورانيل-فورمات كما صمة عار سلبية.

Watch this Scientific Journal Video about Folding and Characterization of a Bio-responsive Robot from DNA Origami at JoVE.com

طي وتوصيف روبوت مستجيب حيوياً من DNA Origami | الكيمياء | فيديو

Folding and Characterization of a Bio-responsive Robot from DNA Origami

DNA origami is a powerful method for fabricating precise nanoscale objects by programming the self-assembly of DNA molecules. Here we describe a protocol for the folding of a bio-responsive robot from DNA origami, its purification and negative staining for transmission electron microscopic imaging (TEM).

للطي وتوصيف روبوت الحيوية استجابة من الحمض النووي اوريغامي

The DNA nanorobot is a hollow hexagonal nanometric device, designed to open in response to specific stimuli and present cargo sequestered inside. Both ...

folding-characterization-bio-responsive-robot-from-dna

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Chemistry

Genetics

DNA Structure and Function

SCIENTISTS IN ACTION

14.4K Views.  Bar-Ilan University. DNA origami is a powerful method for fabricating precise nanoscale objects by programming the self-assembly of DNA molecules. Here we describe a protocol for the folding of a bio-responsive robot from DNA origami, its purification and negative staining for transmission electron microscopic imaging (TEM). 

Video: Folding and Characterization of a Bio-responsive Robot from DNA Origami

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two dimensional (2D) structures. These technologies are mature, offer high precision and many of them can be implemented in a high-throughput manner. We leverage the advantages of planar lithography and combine them with self-folding methods1-20 wherein physical forces derived from surface tension or residual stress, are used to curve or fold planar structures into three dimensional (3D) structures. In doing so, we make it possible to mass produce precisely patterned static and reconfigurable particles that are challenging to synthesize.
In this paper, we detail visualized experimental protocols to create patterned particles, notably, (a) permanently bonded, hollow, polyhedra that self-assemble and self-seal due to the minimization of surface energy of liquefied hinges21-23 and (b) grippers that self-fold due to residual stress powered hinges24,25. The specific protocol described can be used to create particles with overall sizes ranging from the micrometer to the centimeter length scales. Further, arbitrary patterns can be defined on the surfaces of the particles of importance in colloidal science, electronics, optics and medicine. More generally, the concept of self-assembling mechanically rigid particles with self-sealing hinges is applicable, with some process modifications, to the creation of particles at even smaller, 100 nm length scales22, 26 and with a range of materials including metals21, semiconductors9 and polymers27. With respect to residual stress powered actuation of reconfigurable grasping devices, our specific protocol utilizes chromium hinges of relevance to devices with sizes ranging from 100 &mu;m to 2.5 mm. However, more generally, the concept of such tether-free residual stress powered actuation can be used with alternate high-stress materials such as heteroepitaxially deposited semiconductor films5,7 to possibly create even smaller nanoscale grasping devices.

We describe experimental details of the synthesis of patterned and reconfigurable particles from two dimensional (2D) precursors. This methodology can be used to create particles in a variety of shapes including polyhedra and grasping devices at length scales ranging from the micro to centimeter scale.

اوريغامي الملهمة التجميع الذاتي للجزيئات منقوشة واعادة التشكيل

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two ...

Isolation and Chemical Characterization of Lipid A from Gram-negative Bacteria

Lipopolysaccharide (LPS) is the major cell surface molecule of gram-negative bacteria, deposited on the outer leaflet of the outer membrane bilayer. LPS can be subdivided into three domains: the distal O-polysaccharide, a core oligosaccharide, and the lipid A domain consisting of a lipid A molecular species and 3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid residues (Kdo). The lipid A domain is the only component essential for bacterial cell survival. Following its synthesis, lipid A is chemically modified in response to environmental stresses such as pH or temperature, to promote resistance to antibiotic compounds, and to evade recognition by mediators of the host innate immune response. The following protocol details the small- and large-scale isolation of lipid A from gram-negative bacteria. Isolated material is then chemically characterized by thin layer chromatography (TLC) or mass-spectrometry (MS). In addition to matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF) MS, we also describe tandem MS protocols for analyzing lipid A molecular species using electrospray ionization (ESI) coupled to collision induced dissociation (CID) and newly employed ultraviolet photodissociation (UVPD) methods. Our MS protocols allow for unequivocal determination of chemical structure, paramount to characterization of lipid A molecules that contain unique or novel chemical modifications. We also describe the radioisotopic labeling, and subsequent isolation, of lipid A from bacterial cells for analysis by TLC. Relative to MS-based protocols, TLC provides a more economical and rapid characterization method, but cannot be used to unambiguously assign lipid A chemical structures without the use of standards of known chemical structure. Over the last two decades isolation and characterization of lipid A has led to numerous exciting discoveries that have improved our understanding of the physiology of gram-negative bacteria, mechanisms of antibiotic resistance, the human innate immune response, and have provided many new targets in the development of antibacterial compounds.

Isolation and characterization of the lipid A domain of lipopolysaccharide (LPS) from gram-negative bacteria provides insight into cell surface based mechanisms of antibiotic resistance, bacterial survival and fitness, and how chemically diverse lipid A molecular species differentially modulate host innate immune responses.

عزل وتوصيف المواد الكيميائية من الدهن من البكتيريا سالبة الجرام

Lipopolysaccharide (LPS) is the major cell surface molecule of gram-negative bacteria, deposited on the outer leaflet of the outer membrane bilayer. LPS ...

Nucleoside Triphosphates - From Synthesis to Biochemical Characterization

The traditional strategy for the introduction of chemical functionalities is the use of solid-phase synthesis by appending suitably modified phosphoramidite precursors to the nascent chain. However, the conditions used during the synthesis and the restriction to rather short sequences hamper the applicability of this methodology. On the other hand, modified nucleoside triphosphates are activated building blocks that have been employed for the mild introduction of numerous functional groups into nucleic acids, a strategy that paves the way for the use of modified nucleic acids in a wide-ranging palette of practical applications such as functional tagging and generation of ribozymes and DNAzymes. One of the major challenges resides in the intricacy of the methodology leading to the isolation and characterization of these nucleoside analogues.
	
	In this video article, we present a detailed protocol for the synthesis of these modified analogues using phosphorous(III)-based reagents. In addition, the procedure for their biochemical characterization is divulged, with a special emphasis on primer extension reactions and TdT tailing polymerization. This detailed protocol will be of use for the crafting of modified dNTPs and their further use in chemical biology.

The protocol described herein aims to explain and abridge the numerous obstacles in the way of the intricate route leading to modified nucleoside triphosphates. Consequently, this protocol facilitates both the synthesis of these activated building-blocks and their availability for practical applications.

نوكليوزيد Triphosphates - من توليف لتوصيف الكيمياء الحيوية

The  traditional strategy for the introduction of chemical functionalities is the  use of solid-phase synthesis by appending suitably modified ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and technological applications. Their signature property is their ultrahigh porosity, which however imparts a series of challenges when it comes to both constructing them and working with them. Securing desired MOF chemical and physical functionality by linker/node assembly into a highly porous framework of choice can pose difficulties, as less porous and more thermodynamically stable congeners (e.g., other crystalline polymorphs, catenated analogues) are often preferentially obtained by conventional synthesis methods. Once the desired product is obtained, its characterization often requires specialized techniques that address complications potentially arising from, for example, guest-molecule loss or preferential orientation of microcrystallites. Finally, accessing the large voids inside the MOFs for use in applications that involve gases can be problematic, as frameworks may be subject to collapse during removal of solvent molecules (remnants of solvothermal synthesis). In this paper, we describe synthesis and characterization methods routinely utilized in our lab either to solve or circumvent these issues. The methods include solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries, and materials activation (cavity evacuation) by supercritical CO2 drying. Finally, we provide a protocol for determining a suitable pressure region for applying the Brunauer-Emmett-Teller analysis to nitrogen isotherms, so as to estimate surface area of MOFs with good accuracy.

Synthesis, activation, and characterization of intentionally designed metal-organic framework materials is challenging, especially when building blocks are incompatible or unwanted polymorphs are thermodynamically favored over desired forms. We describe how applications of solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries and activation via supercritical CO2 drying, can address some of these challenges.

أطر توليف وتوصيف بين functionalized المعدنية العضوية

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

Preparation of Mica and Silicon Substrates for DNA Origami Analysis and Experimentation

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of these applications require interaction with and adhesion of DNA nanostructures to a substrate. Due to its atomically flat and easily cleaned nature, mica has been the substrate of choice for DNA origami experiments. However, the practical applications of mica are relatively limited compared to those of semiconductor substrates. For this reason, a straightforward, stable, and repeatable process for DNA origami adhesion on derivatized silicon oxide is presented here. To promote the adhesion of DNA nanostructures to silicon oxide surface, a self-assembled monolayer of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) is deposited from an aqueous solution that is compatible with many photoresists. The substrate must be cleaned of all organic and metal contaminants using Radio Corporation of America (RCA) cleaning processes and the native oxide layer must be etched to ensure a flat, functionalizable surface. Cleanrooms are equipped with facilities for silicon cleaning, however many components of DNA origami buffers and solutions are often not allowed in them due to contamination concerns. This manuscript describes the set-up and protocol for in-lab, small-scale silicon cleaning for researchers who do not have access to a cleanroom or would like to incorporate processes that could cause contamination of a cleanroom CMOS clean bench. Additionally, variables for regulating coverage are discussed and how to recognize and avoid common sample preparation problems is described.

Reproducible cleaning processes for substrates used in DNA origami research are described, including bench-top RCA cleaning and derivatization of silicon oxide. Protocols for surface preparation, DNA origami deposition, drying parameters, and simple experimental set-ups are illustrated.

إعداد ميكا والسيليكون ركائز لDNA اوريغامي التحليل والتجريب

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of ...

Preparation and Characterization of Individual and Multi-drug Loaded Physically Entrapped Polymeric Micelles

Amphiphilic block copolymers like polyethyleneglycol-block-polylactic acid (PEG-b-PLA) can self-assemble into micelles above their critical micellar concentration forming hydrophobic cores surrounded by hydrophilic shells in aqueous environments. The core of these micelles can be utilized to load hydrophobic, poorly water soluble drugs like docetaxel (DTX) and everolimus (EVR). Systematic characterization of the micelle structure and drug loading capabilities are important before in vitro and in vivo studies can be conducted. The goal of the protocol described herein is to provide the necessary characterization steps to achieve standardized micellar products. DTX and EVR have intrinsic solubilities of 1.9 and 9.6 &#181;g/ml respectively Preparation of these micelles can be achieved through solvent casting which increases the aqueous solubility of DTX and EVR to 1.86 and 1.85 mg/ml, respectively. Drug stability in micelles evaluated at room temperature over 48 hr indicates that 97% or more of the drugs are retained in solution. Micelle size was assessed using dynamic light scattering and indicated that the size of these micelles was below 50 nm and depended on the molecular weight of the polymer. Drug release from the micelles was assessed using dialysis under sink conditions at pH 7.4 at 37 oC over 48 hr. Curve fitting results indicate that drug release is driven by a first order process indicating that it is diffusion driven.

The goal of this protocol is to describe the preparation and characterization of physically entrapped, poorly water soluble drugs in micellar drug delivery systems composed of amphiphilic block copolymers.

إعداد وتوصيف الفردية والمتعددة المخدرات تحميل جسديا شرك البوليمرية المذيلات

Amphiphilic block copolymers like polyethyleneglycol-block-polylactic acid (PEG-b-PLA) can self-assemble into micelles above their critical micellar ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

توليف وتوصيف المواد الغروية Supramolecular

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Phthalic Acid Ester-Binding DNA Aptamer Selection, Characterization, and Application to an Electrochemical Aptasensor

Phthalic acid esters (PAEs) areone of the major groups of persistent organic pollutants. The group-specific detection of PAEs is highly desired due to the rapid growing of congeners. DNA aptamers have been increasingly applied as recognition elements on biosensor platforms, but selecting aptamers toward highly hydrophobic small molecule targets, such as PAEs, is rarely reported. This work describes a bead-based method designed to select group-specific DNA aptamers to PAEs. The amino group functionalized dibutyl phthalate (DBP-NH2) as the anchor target was synthesized and immobilized on the epoxy-activated agarose beads, allowing the display of the phthalic ester group at the surface of the immobilization matrix, and therefore the selection of the group-specific binders. We determined the dissociation constants of the aptamer candidates by quantitative polymerization chain reaction coupled with magnetic separation. The relative affinities and selectivity of the aptamers to other PAEs were determined by the competitive assays, where the aptamer candidates were pre-bounded to the DBP-NH2 attached magnetic beads and released to the supernatant upon incubation with the tested PAEs or other potential interfering substances. The competitive assay was applied because it provided a facile affinity comparison among PAEs that had no functional groups for surface immobilization. Finally, we demonstrated the fabrication of an electrochemical aptasensor and used it for ultrasensitive and selective detection of bis(2-ethylhexyl) phthalate. This protocol provides insights for the aptamer discovery of other hydrophobic small molecules.

A protocol for the in vitro selection and characterization of group-specific phthalic acid ester- binding DNA aptamers is presented. The application of the selected aptamer in an electrochemical aptasensor is also included.

اختيار ابتمر الحمض النووي ملزم إستر حامض فثاليك وتوصيف وتطبيق أبتاسينسور الكهروكيميائية

Phthalic acid esters (PAEs) areone of the major groups of persistent organic pollutants. The group-specific detection of PAEs is highly desired due to the ...

Stable DNA Motifs, 1D and 2D Nanostructures Constructed from Small Circular DNA Molecules

This article presents a detailed protocol for synthesis of small circular DNA molecules, annealing of circular DNA motifs, and construction of 1D and 2D DNA nanostructures. Over decades, the rapid development of DNA nanotechnology is attributed to the use of linear DNAs as the source materials. For example, the DAO (double crossover, antiparallel, odd half-turns) tile is well-known as a building block for construction of 2D DNA lattices; the core structure of DAO is made from two linear single-stranded (ss) oligonucleotides, like two ropes making a right hand granny&#160;knot. Herein, a new type of DNA tiles called cDAO (coupled DAO) are built using a small circular ss-DNA of c64nt or c84nt (circular 64 or 84 nucleotides) as the scaffold strand and several linear ss-DNAs as the staple strands. Perfect 1D and 2D nanostructures are assembled from cDAO tiles: infinite nanowires, nanospirals, nanotubes, nanoribbons; and finite nano-rectangles. Detailed protocols are described: 1) preparation by T4 ligase and purification by denaturing PAGE (polyacrylamide gel electrophoresis) of small circular oligonucleotides, 2) annealing of stable circular tiles, followed by native PAGE analysis, 3) assembling of infinite 1D nanowires, nanorings, nanospirals, infinite 2D lattices of nanotubes and nanoribbons, and finite 2D nano-rectangles, followed by AFM (Atomic Force Microscopy) imaging. The method is simple, robust, and affordable for most labs.

This article presents a detailed protocol for T4 ligation and denaturing PAGE purification of small circular DNA molecules, annealing and native PAGE analysis of circular tiles, assembling and AFM imaging of 1D and 2D DNA nanostructures, as well as agarose gel electrophoresis and centrifugation purification of finite DNA nanostructures.

زخارف الحمض النووي مستقرة، 1 د والنانو 2D شيدت من جزيئات الحمض النووي دائرية صغيرة

This article presents a detailed protocol for synthesis of small circular DNA molecules, annealing of circular DNA motifs, and construction of 1D and 2D ...

Gene-therapy Inspired Polycation Coating for Protection of DNA Origami Nanostructures

DNA origami nanostructures hold an immense potential to be used for biological and medical applications. However, low-salt conditions and nucleases in physiological fluids induce denaturation and degradation of self-assembled DNA nanostructures. In non-viral gene delivery, enzymatic degradation of DNA is overcome by the encapsulation of the negatively charged DNA in a cationic shell. Herein, inspired by gene delivery advancements, a simple, one-step and robust methodology is presented for the stabilization of DNA origami nanostructures by coating them with chitosan and linear polyethyleneimine. The polycation coating efficiently protects DNA origami nanostructures in Mg-depleted and nuclease-rich media. This method also preserves the full addressability of enzyme- and aptamer-based functionalization of DNA nanostructures.

Here, a protocol for the protection of DNA origami nanostructures in Mg-depleted and nuclease-rich media using natural cationic polysaccharide chitosan and synthetic linear polyethyleneimine (LPEI) coatings is presented.

العلاج الجيني وحي بوليكيشن طلاء لحماية النانو أوريغامي الحمض النووي

DNA origami nanostructures hold an immense potential to be used for biological and medical applications. However, low-salt conditions and nucleases in ...