نانو وسیله‌ از ......

برای اولین بار، گروهی از محققان دانشگاه Carnegie Mellon نشان دادند که اتصال یونهای فلزی می‌تواند موجب تشکیل PNA (پپتید نوکلئیک اسید) دورشته‌ای ازPNAهای تک‌رشته‌ای شود ـ حتی از آنهایی که چندان مکمل همدیگر نیستند. این یافته، راه‌های جدیدی را به سوی ساخت نانو ساختارهای سه بعدی کاربردی مثل مدارهای الکترونیکی مولکولی باز می‌کند، یعنی ساختارهایی چندین هزار برابر کوچکتر از وسایل الکتریکی کنونی. Catalina Achim ، استادیار شیمی در کالج علوم دانشگاه Mellon ، که رهبری این گروه را برعهده داشته است می‌گوید که نانو فناوری DNA منجر به ساخت نانو ساختارهای سه بعدی پیچیده‌ای شده است که منحصراً از رشته‌های اسیدنوکلئیک تشکیل شده‌اند. به گفته وی، می‌توان با قرار دادن یون‌های فلزی در مناطق خاصی از اسیدهای نوکلئیک، ویژگیهای الکتریکی و مغناطیسی کاملاً جدیدی را به آنها داد زیرا یونهای فلزی دارای الکترون‌های جفت نشده هستند. Achim هدف گروه خود را استفاده از توانایی ذخیره اطلاعات PNAها برای ساخت وسایلی در اندازه های مولکولی مثل سیم‌ها، دیودها و ترانزیستورهای مولکولی، می‌داند. تفاوت PNAها -که بطور مصنوعی تولید می‌شوند- با DNA در این است که در PNAها بازها به جای اتصال به گروه قند ـ فسفات، به رشته‌ای از آمینواسیدهای کاذب متصل می‌شوند. این گروه در مطالعات خود برای افزایش پایداری PNAها، به این یافته رسیدند که دو رشته PNA برای اتصال به همدیگر و تشکیل PNA دو رشته‌ای در حضور یونهای فلزی، نیازی نیست که کاملاً مکمل همدیگر باشند. این کشف اهمیت زیادی دارد زیرا اجازه می‌دهد که از قسمت‌های غیرمکمل یک PNA دو رشته‌ای برای ساختن ساختارهای بزرگتری که در علوم مواد کاربرد دارند، استفاده کرد. دو سال پیش، Achim برای اولین بار موفق به ساخت PNA دو رشته‌ای حاوی یونهای فلزی (بویژه یونهای نیکل) شد. این PNAهای دو رشته‌ ای در برخی نقاط به جای جفت باز مرکزی، دارای یک لیگاند بودند. پس از وی، افراد بسیاری به ساخت PNAهایی با لیگاندها و یونهای فلزی مختلفی پرداختند و بنابراین گستره پایداری گرمایی و ویژگیهای الکترونیک PNAها را وسیع‌تر کردند. این گروه با جایگزین کردن یک باز PNA بوسیله مولکول 8 ـ هیدروکسی کینولین، که تمایل اتصالی زیادی به یونهای مس دارد، توانست PNAهای دو رشته‌ای بسازد که رشته‌های آن کاملاً مکمل همدیگر نبودند. پایداری این PNAها از طرفی به دلیل اتصالات بازهای دو رشته و از طرف دیگر به دلیل اتصال بین یونهای مس و مولکولهای 8 ـ هیدروکسی کینولین می‌باشد. مقاله مفصل این تحقیق در شماره 26 اکتبر نشریه Journal of American Chemical Society به چاپ رسیده است.