Технология ДНК-оригами развивается уже десять лет, и за это время биоинженеры научились складывать из молекул ДНК разные формы и связывать их с другими веществами. Для некоторых задач этого вполне достаточно, однако для других — к примеру, создания компьютеров в наномасштабе — этого мало, и необходимо обеспечить связь между отдельными блоками.

В новой работе ученые «вкрутили молекулярные лампочки в микроскопические лампы» — разместили ДНК-оригами с флуоресцентными молекулами на микроскопических источниках света. Эффективность новой методики они продемонстрировали, сделав репродукцию картины Ван Гога «Звездная ночь» миллиметрового размера, для которой использовали панель 256 на 256 пикселей из ДНК-оригами.

Фрагмент воссозданной картины
Миниатюрная репродукция «Звездной ночи» сделана при помощи новой методики размещения ДНК-оригами и флуоресцентных молекул в полостях фотонного кристалла
Фото: Ashwin Gopinath / Caltech

В роли «ламп» выступили полости в фотонном кристалле. Их форма и размер определяли длину волны света, который может проникать внутрь подложки. Кристалл настроили на длину волны около 600 нм, что соответствует оттенкам темно-красного. На той же длине волны светились «молекулярные лампочки», когда ДНК-оригами с флуоресцентной молекулой попадала на свое место. Кроме того, ученые создали полости с различным количеством сайтов связывания для ДНК-оригами — от нуля до семи. Это позволило «вкручивать в микроскопические лампы» по несколько «молекулярных лампочек» и регулировать интенсивность свечения каждого пикселя.

Подобные структуры могут в будущем использоваться для создания элементов питания квантовых компьютеров или других аналогичных систем, в которых нужно объединить много источников света на одном небольшом чипе. Для этого, однако, придется решить несколько проблем, над которыми ученые сейчас работают: в частности, слишком быстрое «выгорание» светящихся молекул (сейчас это происходит за 45 секунд) или смешение нескольких оттенков красного при свечении.

Фрагмент воссозданной картины
Винсент ван Гог, «Звёздная ночь» (1889), Музей современного искусства, Нью-Йорк
Фото: Wikipedia / Caltech

Исследование ученых из Калифорнийского технологического института опубликовано в журнале Nature.

 

Права на данный материал принадлежат chrdk.ru