Интеграция ДНК с наночастицами благородных металлов позволяет получать разнообразные структуры с уникальными свойствами из-за синергетической активности обоих компонентов, которые дают возможность создания различных наноразмерных инструментов для применения в тераностике, биоэлектронике, при биокатализе, для зондирования, маркировки и доставки биологически активных агентов. Такие системы востребованы при построении различных трехмерных конструкций на основе технологий ДНК-оригами и ДНК-лего, что дает возможность создания композитных материалов с уникальными оптическими, физическими и электрохимическими свойствами. В таких структурах обычно используют принцип комплементарности оснований. Однако в последнее время стали использовать не только уникальные архитектурные свойства ДНК, но и ее конформационные возможности, обеспечивающие распознавание самых разнообразных мишеней (от ионов до белков и надмолекулярных структур) и формирование сложных комплексов с заданными свойствами. В работе на примере восстановления ионов серебра после образования их комплексов с азотистыми основаниями ДНК рассматривается процесс металлизации ДНК в растворе. Показано, что оптические свойства формируемых структур зависят от целого ряда факторов - от концентраций компонентов, способа смешивания и др. Рассматриваются спектральные свойства растворов, содержащих высокомолекулярную ДНК с наночастицами серебра, методами динамического светорассеяния и атомной силовой микроскопии анализируются размеры наночастиц, получаемых путем химического восстановления ионов серебра при использовании нитрата серебра. Проводится анализ влияния ДНК на состояние наночастиц в растворе.
наночастицы серебра, высокомолекулярная ДНК, металлизация ДНК
1. Puchkova A.O., Sokolov P.A., Kasyanenko N.A., Petrov Y.V. Metallization of DNA on silicon surface. Journal of Nanoparticle Research, 2011, vol. 13, no. 9, pp. 3633-3641. DOI:https://doi.org/10.1007/s11051-011-0282-6.
2. Kasyanenko N., Varshavskii M., Ikonnikov E., Tolstyko E., Belykh R., Sokolov P., Bakulev V., Rolich V., Lopatko K. DNA modified with metal nanoparticles: preparation and characterization of ordered metal-DNA nanostructures in a solution and on a substrate. Journal of Nanomaterials, 2016, 3237250. DOI:https://doi.org/10.1155/2016/3237250.
3. Sun Y., Xia. Y. Shape-controlled synthesis of gold and silver nanoparticles. Science, 2002, vol. 298, no. 5601, pp. 2176-2179. DOI:https://doi.org/10.1126/science.1077229.
4. Maier S.A. Plasmonics: Fundamentals and Applications, Springer, Berlin, 2007, 345 p.
5. Ghosh S.R., Nath S., Kundu S., Esumi K., Pal T. Ligand Effects on the Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) of Gold Colloids. Journal of Physical Chemistry B, 2004, vol. 108, no. 37, pp. 13963-1397. DOI:https://doi.org/10.1021/jp047021q.
6. Спирин А.С. Спектрофотометрическое определение суммарного содержания нуклеиновых кислот. Биохимия, 1958, т. 23, с. 656-662. [Spirin A.S. Spectrophotometric determination of total nucleic acids. Biokhimiya (USSR), 1958, vol. 23, pp. 656-662. (In Russ.)]
7. Касьяненко Н.А., Qiushi Z., Варшавский М.С., Бакулев В.М., Демидов В.Н. Металлокомплексы ДНК и металлизация макромолекулы в растворе. Журнал структурной химии, 2017, т. 58, № 2, с. 424-430. DOI:https://doi.org/10.15372/JSC20170227 [Kasyanenko N.A., Qiushi Z., Varshavskii M.S., Bakulev V.M, Demidov V.N. DNA metal complexes and metallization of a macromolecule in solution. Journal of Structural Chemistry, 2017, vol. 58, no. 2, pp. 406-412. DOI:https://doi.org/10.1134/S0022476617020275.]
8. Yeh H.-C., Sharma J., Han J.J., Martinez J.S., Werner H. A DNA-Silver Nanocluster Probe That Fluoresces upon Hybridization. Nano Lettres, 2010, vol. 10, no. 8, pp. 3106-3110. DOI:https://doi.org/10.1021/nl101773c.
9. Díez I., Ras R.H.A. Fluorescent silver nanoclusters. Nanoscale, 2011, vol. 3, pp. 1963-1970. DOI:https://doi.org/10.1039/C1NR00006C.
10. Volkov I.L., Ramazanov R.R., Ubyivovk E.V., Rolich V.I., Kononov A.I., Kasyanenko N.A. Fluorescent silver nanoclusters in condensed DNA. Chemphyschem: European journal of chemical physics and physical chemistry, 2013, vol. 14, no. 15, pp. 3543-3550. DOI:https://doi.org/10.1002/cphc.201300673.
