Вирус как ключевой элемент в dpn литографии
Для решения многих современных технологических задач ученым нужно обучиться наносить объемные биомолекулы на подложки с высокой точностью. Среди множества способов, применяемых для получения наноструктур, стоит выделить DPN (dip-pen lithography), прибегнув к которому, исследователям удалось взять множество сверхсложных наноструктур.
Движущей силой способа DPN есть диффузия через водный мениск между наконечником и поверхностью подложки АСМ (рис.1).
Рис. 1. Молекулярные чернила диффундируют через водный мениск между иглой кантилевера АСМ и поверхностью подложки. Фотография забрана с wikipedia.org.
Но диффузия громадных молекул через таковой мениск затруднена. Для преодоления этого затруднения коллектив южнокорейских ученых внес предложение модифицировать иглу кантилевера, покрыв ее биосовместимым полимером поли(2-метил-2-оксазолином) (PMeOx). Предварительно исходная игла была покрыта инициатором реакции полимеризации мономеров 2-метил-2-оксазолина.
Оказавшаяся игла (рис.2) владеет пористой стурктурой, с размером пор от 50 до нескольких сотен нанометров.
Рис. 2. Схематическое изображение процесса нанесения PMeOx на иглу кантилевера АСМ.
В данной работе авторы статьи для нанесения на подложку применяли аденоассоциированный вируc (AAV), помеченный люминофором, что разрешило ученым замечать процесс набухания PMeOx, применяя флюоресцентную микроскопию (рис.3).
Рис. 3. Фотография, полученная способом флюоресцентной спектроскопии.
Благодаря проникновению раствора с вирусом вовнутрь пор PMeOx предотвращается его денатурация и высыхание вируса. Главной причиной, разрешившей применять модифицированный зонд кантилевера АСМ, есть понижение диффузионного барьера при переносе вируса из нанопористого геля на амино-модифицированную подложку.
Отличительной изюминкой обрисовываемого тут способа от DPN-нанесения малых молекул есть независимость размера приобретаемых наноструктур от времени влажности и нанесения воздуха (исходя из этого для этого способа не нужно бокс). Ученым было нужно применять иглы различной толщины, дабы варьировать размер приобретаемых наноструктур, чего, со своей стороны, легко добиться, варьируя время полимеризации (рис.4).
Рис. 4. a)-c) Иглы, покрытые PMeOx, разной толщины (время полимеризации 2 ч, 30 мин и 10 мин, соответственно). d)-f) АСМ-фотографии наноструктур, взятых соответствующими иглами. Время контакта 1 с.