I. Surface-Initiated Reversible Polymerization of Self-Primer Oligonucleotides
Due to its coding nature, the many chemical and enzymatic manipulations that it can undergo, and its relative stability, DNA is being used as a bio-chip and microarrays. In this paper, a reproducible method for depositing and immobilizing DNAs of interest on a supporting gold substrate is discussed. The mercapto haxanol (MCH) and HS-ssDNA mixed SAM were carried out to orient the HS-ssDNA perpendicular to the surface. Four types of HS-ssDNAs were acted as self-primer to accelerate overall reaction rate by skip a precursor oligonucleotide formation process in the enzymatic reaction. The polymerization reactions were achieved using Taq DNA polymerase. The d(GCGC) and d(CATG) were performed the polymerization step with TMAC and DMSO to block the aggregation of between charged DNA side chains. The results of digestion process indicate that specific restriction enzymes can digest specific DNA sequence through recognition of specific sequence of DNA polymer. The cleaved DNA strands were again elongated in the same condition of polymerization step. The results of every process were characterized using atomic force microscopy (AFM), contact angle, and Ellisometry. The results suggest that the DNA polymer film would be used reversible biotechnology and modified by functionalization of DNA polymers to change the property of the DNA-tethered surface.
II. Formation of λDNA-Templated Porous Silver Shell
Here, we report a formation method of DNA-templated porous silver shells via bottom-up approach. The porous silver shell was fabricated via three-step reaction. First, the λDNAs were electrostatically adsorbed onto a glass bead surface by Mg2+ ion bridges. This Mg2+ ion was also acted as a masking ion to reduce nonspecific silver deposition in the metallization step. Second, after the attached λDNAs on the glass bead were crosslinked by UV light (254 nm), silver ions (Au(I)) were electrostatically immobilized on the λDNA-template and reduced chemically using reducing agent, NaBH4. Third, to strong the interconnected silver nanowire, thermal annealing was carried out. After annealing, the glass bead were eliminated by dissolving using hydrogen fluoride (HF), as a result, porous silver shell was obtained. Field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM) was used to recognize the result. This achievement makes the porous silver shells promising for applications like encapsulation of metal, upper electrode of solar cell, electronic carrier, and biological compounds.
I. 자개시 올리고 뉴클레오타이드의 표면 개시 가역 중합반응
DNA는 부호화 할 수 있는 성질 때문에 많은 화학적, 효소적 반응을 할 수 있고, 상대적으로 안정하게 해 주며, 바이오칩이나 마이크로어레이 등에 많이 이용되고 있다. 이 논문에서는 원하는 DNA를 금판 위에 고정시키기 위한 연구를 수행하였다. Mercaptohaxanol (MCH)와 HS-ssDNA의 혼합 자기조립 단분자막은 HS-ssDNA를 표면에 수직으로 세우기 위한 것이다. 4종류의 HS-ssDNA들은 자개시제로써 사용되며, 이것은 효소반응에서 전구체 올리고 뉴클레오타이드의 생성과정을 생략하게 해 줌으로써 반응 속도를 빠르게 한다. 중합반응은 Taq 중합효소에 의해 수행되었다. d(GCGC)와 d(CATG)서열을 가진 DNA고분자들은 tetramethyl-ammonium chloride (TMAC)과 dimethyl sulfoxide (DMSO)를 사용하여 전하를 띤 DNA 곁가지들이 서로 뭉치지 못하게 하였다. 자란 DNA 고분자를 자르는 실험은 특정한 제한효소는 특정한 DNA 서열만을 인식하여 자른다는 것을 확인시켜주었다. 제한효소에 의해 잘린 DNA고분자는 처음 중합실험조건과 같은 조건으로 다시 중합시키는 실험을 수행하였다. 각각의 과정은 atomic force microscopy (AFM)과 contact angle, ellipsometry를 가지고 확인하였다. 이번 연구결과는 DNA 고분자 막은 가역적인 바이오 기술에 응용될 수 있으며, 또한 DNA에 다른 작용기를 도입함으로써DNA 막의 성질을 바꿀 수 있다.
II. 람다 DNA를 주형으로 한 다공성 은 껍질의 형성
이번 연구에서는 속빈 은 그물 구체를 제조하기 위해 상향적 접근으로 실험을 수행하였다. 속빈 은 그물 구체는 세가지 과정에 의해 만들 수 있다. 첫번째, 람다 DNA를 마그네슘 이온다리를 통해 정전기적 인력으로 유리 bead에 붙인다. 이 마그네슘 이온은 금속화 과정에서 유리 bead위에 불특정하게 은이 붙는 것을 방지하기 위한 차폐 이온으로도 작용한다. 두번째, 람다 DNA를 유리 bead에 붙이고 난 뒤 254 nm의 UV빛을 쪼여 DNA끼리 서로 연결되도록 하고, 은 이온이 담긴 용액 속에 담궈 은 이온들이 람다 DNA위에 달라붙게 한 후, 은 이온을 은으로 환원시켜 서로 연결된 은 나노선이 되도록 한다. 세번째, 서로 연결된 은 나노선을 더욱 견고하게 하기 위하여 열을 가한다. 그 이후에 hydrogen fluoride (HF)에 담궈 유리 bead를 녹여내면, 속빈 은 그물 구체가 얻어진다. Field-emmision scanning electron microscopy(FE-SEM)로 결과를 확인하였다. 속빈 은 그물 구체는 원자나 이온들을 캡슐화 시키거나, 태양전지의 전극으로 사용할 수 있으며, 그 외에도 전기를 이동시키는 물체나 생물학적인 응용에 사용될 수 있다.
