NanoWiki - Brukerbidrag [nb]

Hovedekskursjon 2010

2009-09-10T09:16:47Z

Kjetikn:

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007. Det er bestemt at reiemålet blir Kina (fortrinnsvis Beijing og Shanghai).

= Tidsplan =
* 16.09.2009: Frist for påmelding og betaling av depositum
* 20.03.2010: Avreise
* 04.04.2010: Hjemreise 1
* 11.04.2010: Hjemreise 2

=Om Kina som reisemål=

===Drillo-fakta===

* Folketall: 1,34 milliarder (størst i verden)
* Årlig befolkningsvekst: 0,66%
* Hovedstad: Beijing
* Areal: 9 596 961 km2
* Grenser til: Afghanistan 76 km, Bhutan 470 km, Burma 2 185 km, India 3 380 km, Kasakstan 1 533 km, Nord-Korea 1 416 km, Kirgisistan 858 km, Laos 423 km, Mongolia 4 677 km, Nepal 1 236 km, Pakistan 523 km, Russland 3 645 km, Tajikistan 414 km, og Vietnam 1 281 km.
* Kystlinje: 14 500 km
* Klima: Ekstreme variasjoner; fra tropisk i sør til subarktisk i nord.
* Natur: For det meste fjell, høye platåer og ørken i vest; sletter, deltaer og åslandskap i øst.
* Laveste punkt: Turpan Pendi, -154 m
* Høyeste punkt: Mount Everest, 8 850 m
* Naturlige ressurser: Vannkraft, kull, jernmalm, olje, gass, kvikksøkv, tinn, tungsten, antimon, mangan, molybden, vanadium, magnetitt, aluminium, stål, sink, uranium.

==Transport==

Tog: http://www.seat61.com/China.htm#Beijing - Shanghai

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron (HongKong)'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology (Australia(?))'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group (Hong Kong)'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited (Hong Kong)'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare (Hong Kong)'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies (Beijing)'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings (Hong Kong)'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) (Shanghai)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano (Beijing)'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials (Shenzen)'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd. (Nanchang)'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile (HONG KONG)'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE (fant ikke side)'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry (Yantai)'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

I følge pintprice.com er det store geografiske variasjoner i ølprisene i Kina; fra under 2 kr i Changchun til over 40 kr i Shanghai. I Beijing er prisen ca 10 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Forslag til steder å dra 3.uke===
* Sanya

Average Data Apr

Average High (C) 29/31

Average Low (C) 23/25

Rain (mm) 30/35

[[Bilde:Sanya.jpg]]

===Annet===
I Kina selges det ikke tamponger av noe slag. Kilde: Frisør Tango Ulefoss

Hovedekskursjon 2010

2009-09-10T09:14:18Z

Kjetikn: /* Drillo-fakta */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007. Det er bestemt at reiemålet blir Kinas hovedstad Beijing og omegn.

= Tidsplan =
* 16.09.2009: Frist for påmelding og betaling av depositum
* 20.03.2010: Avreise
* 04.04.2010: Hjemreise 1
* 11.04.2010: Hjemreise 2

=Om Kina som reisemål=

===Drillo-fakta===

* Folketall: 1,34 milliarder (størst i verden)
* Årlig befolkningsvekst: 0,66%
* Hovedstad: Beijing
* Areal: 9 596 961 km2
* Grenser til: Afghanistan 76 km, Bhutan 470 km, Burma 2 185 km, India 3 380 km, Kasakstan 1 533 km, Nord-Korea 1 416 km, Kirgisistan 858 km, Laos 423 km, Mongolia 4 677 km, Nepal 1 236 km, Pakistan 523 km, Russland 3 645 km, Tajikistan 414 km, og Vietnam 1 281 km.
* Kystlinje: 14 500 km
* Klima: Ekstreme variasjoner; fra tropisk i sør til subarktisk i nord.
* Natur: For det meste fjell, høye platåer og ørken i vest; sletter, deltaer og åslandskap i øst.
* Laveste punkt: Turpan Pendi, -154 m
* Høyeste punkt: Mount Everest, 8 850 m
* Naturlige ressurser: Vannkraft, kull, jernmalm, olje, gass, kvikksøkv, tinn, tungsten, antimon, mangan, molybden, vanadium, magnetitt, aluminium, stål, sink, uranium.

==Transport==

Tog: http://www.seat61.com/China.htm#Beijing - Shanghai

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron (HongKong)'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology (Australia(?))'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group (Hong Kong)'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited (Hong Kong)'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare (Hong Kong)'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies (Beijing)'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings (Hong Kong)'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) (Shanghai)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano (Beijing)'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials (Shenzen)'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd. (Nanchang)'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile (HONG KONG)'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE (fant ikke side)'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry (Yantai)'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

I følge pintprice.com er det store geografiske variasjoner i ølprisene i Kina; fra under 2 kr i Changchun til over 40 kr i Shanghai. I Beijing er prisen ca 10 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Forslag til steder å dra 3.uke===
* Sanya

Average Data Apr

Average High (C) 29/31

Average Low (C) 23/25

Rain (mm) 30/35

[[Bilde:Sanya.jpg]]

===Annet===
I Kina selges det ikke tamponger av noe slag. Kilde: Frisør Tango Ulefoss

Hovedekskursjon 2010

2009-09-10T08:55:08Z

Kjetikn: /* Tidsplan */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007. Det er bestemt at reiemålet blir Kinas hovedstad Beijing og omegn.

= Tidsplan =
* 16.09.2009: Frist for påmelding og betaling av depositum
* 20.03.2010: Avreise
* 04.04.2010: Hjemreise 1
* 11.04.2010: Hjemreise 2

=Om Kina som reisemål=

===Drillo-fakta===

==Transport==

Tog: http://www.seat61.com/China.htm#Beijing - Shanghai

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron (HongKong)'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology (Australia(?))'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group (Hong Kong)'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited (Hong Kong)'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare (Hong Kong)'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies (Beijing)'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings (Hong Kong)'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) (Shanghai)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano (Beijing)'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials (Shenzen)'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd. (Nanchang)'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile (HONG KONG)'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE (fant ikke side)'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry (Yantai)'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

I følge pintprice.com er det store geografiske variasjoner i ølprisene i Kina; fra under 2 kr i Changchun til over 40 kr i Shanghai. I Beijing er prisen ca 10 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Forslag til steder å dra 3.uke===
* Sanya

Average Data Apr

Average High (C) 29/31

Average Low (C) 23/25

Rain (mm) 30/35

[[Bilde:Sanya.jpg]]

===Annet===
I Kina selges det ikke tamponger av noe slag. Kilde: Frisør Tango Ulefoss

Hovedekskursjon 2010

2009-09-09T09:21:20Z

Kjetikn:

Hovedekskursjon 2010

2009-09-09T09:17:58Z

Kjetikn:

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007. Det er bestemt at reiemålet blir Kinas hovedstad Beijing og omegn.

= Tidsplan =
* 24.03.2009: Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 10:15-12:00, R3: Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010: Planlagt avreise
* 09.04.2010: Planlagt hjemreise

=Om Kina som reisemål=

===Drillo-fakta===

==Transport==

Tog: http://www.seat61.com/China.htm#Beijing - Shanghai

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron (HongKong)'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology (Australia(?))'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group (Hong Kong)'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited (Hong Kong)'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare (Hong Kong)'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies (Beijing)'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings (Hong Kong)'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) (Shanghai)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano (Beijing)'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials (Shenzen)'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd. (Nanchang)'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile (HONG KONG)'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE (fant ikke side)'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry (Yantai)'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

I følge pintprice.com er det store geografiske variasjoner i ølprisene i Kina; fra under 2 kr i Changchun til over 40 kr i Shanghai. I Beijing er prisen ca 10 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Forslag til steder å dra 3.uke===
* Sanya

Average Data Apr

Average High (C) 29/31

Average Low (C) 23/25

Rain (mm) 30/35

[[Bilde:Sanya.jpg]]

===Annet===
I Kina selges det ikke tamponger av noe slag. Kilde: Frisør Tango Ulefoss

=Forslag til reisemål som ble forkastet=

==California==

===Drillo-fakta===
Hovedstad: Sacramento

Guvernør: Arnold Schwarzenegger (R)

===Nanoteknologi-bedrifter===

Silicon Valley ligger den sørlige derlen av San Fransico Bay Area i Northern California og har fått navnet sitt på grunn av områdets høye konsentrasjon av innovative elektronikkbedrifter. Med tiden har dette området blitt et slags symbol på nyskapning, entrepenørskap og ingeniørbragder. Silicon Valley er USAs ledende high-tech industriområde med bedrifter som (med forbehold om at ikke alle er direkte nanorelevante):
*'''Advanced Micro Devices (AMD)'''
*Apple Inc.
*'''Applied Materials'''
*Google
*[http://www.intel.com/ '''Intel''']
*LSI Logic
*'''National Semiconductor'''
*Sun Microsystems
*Asus
*Atari
*Cypress Semiconductor
*Facebook
*'''IBM Almaden Research Center'''
*Opera Software
*Tesla Motors
*'''Sun Power'''
*NASA Ames Research Center
*Quantum Dot Corporation

===Økonomi===
*Visum
**Må ha elektronsik pass, for nytt pass 450 NOK (Kilde: politi.no)
**Koster 750 NOK (Kilde: Den amerikanske ambassade)
*Reiseforsikring
**Kan gjøres billig, eller f.eks. Europeiske, verden helår: 1215 NOK
*Flybilletter
**Trondheim - San Francisco apprxo. 7 000 - 8 000 NOK (Kilde: kelkoo.no)
**Oslo - San Francisco ned mot 5 000 NOK (Kilde: kelkoo.no)
*Overnatting
**approx. 200 NOK night^-1 for hostel (Kilde: hostels.com)
*Øl
**25-35 NOK arbitary beer unit^-1. I byen Chico kan man imidlertid få en duggfrisk til under 12 kr (Kilde: pintprice.com).

===Attraksjoner===

*San Fransisco
**Alcatraz
**Golden Gate
**Golden Gate Park
**Myth Busters + lignende serier fra Discovery Channel?
**Twin peaks
*Los Angeles
**Santa Monica Beach
**Venice Beach
**Hollywood
**Long Beach
**Beverly Hills
*San Diego
** Varme, digge sandstrender
*Tijuana, Mexico
**Beryktet natteliv
*Central Valley
**Sierra Nevada Mountains, 800 miles med turmuligheter
**Kul ørken
*Santa Barbara
** vakre strender og surfere

===Universiteter===
*California Institute of Technology (CALTECH)
**Kavli nanoscience institute driver forskning blant annet innen bionanoteknologi og nanofotinikk
*University of California @ Berkeley, San Diego og Santa Barbara
**Har utvekslingsavtale med NTNU

===Annet===
*Infrastruktur
** lav språkbarriere
** Relativt bra og billig togtransport innenfor staten, for eksempel har Bay Area Rapid Transit typsisk 15 min ruter mellom San Francisco Peninsula og Oakland, Berkeley, Fremont, Walnut Creek og andre byer i East Bay.

==Vest-Europa==

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

Vanlige ølpriser er Frankrike er ca 50 kr i følge pintprice.com. 40 kr er typisk i Barcelona, mens man i Sveits slipper unna med 35 kr.
[[Image:Inter.jpg|left|thumb|500px|]]

===Attraksjoner===
*Frankrike
** Paris!
** Vinsmaking i Bourgogne, Champagne eller Bordeaux

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===
*Frankrike
** INSA Toulouse
** UTT
**Université de téchnologie de Compiègne
**INPG - ENSIMAG
**Ecole Superieure d'Ingenieurs de Marseille
**Ecole National Chimie de Paris
**Université de Poitiers
**Institut National Polytechnique de Grenoble

Bare i Paris er det 7 universiteter, 6 "grandes écoles" og 84 instutisjoner som kommer under den nasjonale handlingsplanen for nanoteknologi i Frankrike.

===Annet===

==Japan==

===Drillo-fakta===
Hovedstad: Tokyo

Innbygggertall: 127 millioner

Språk: Japansk

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

Pintprice.com hevder at snittprisen på en øl i Japan er 35 kr. I hovedstaden Tokyo er prisen opp mot 50-lappen.

===Attraksjoner===
Byen Nagano (De japanske Alper)
De fleste kjenner Nagano som vertsby for vinter-OL 1998. Byen er den største i området og blant dens fineste severdighet er Zenkoji tempelet som absolutt bør ses hvis man kommer til de japanske alpene.

Skiområdet (De japanske Alper)
De berømte skisportsstedene ligger et stykke utenfor Nagano. Mange av de beste skiområdene ligger i Shiga platået og i nasjonalparken Joshin-Etsu Kogen Kokuritsu -Koen. Innimellom alle disse skisportsstedene ligger mange deilige kursteder.

De fem sjøene ved Fuji (Fujiyama)
I nærheten av Fuji ligger De fem sjøene. Sjøene er berømte for deres skjønnhet og det er mulig å dyrke vannsport ved sjøene. Det er også forlystelsesparker i området. Man kommer lettest ut til sjøene med buss eller svevebane.

Kursteder ved Hakone (Fujiyama)
Hvis man er til kursteder og varme kilder bør man reise til Hakone. De fleste kurstedene ligger omkring Ashinoko sjøen. Prøv en seiltur på sjøen eller ta svevebanen eller toget til Owakudani hvor de fleste varme kildene ligger.

Atombombekuppelen (Genbaku Domu) (Hiroshima)
Genbaku Domu er det siste som står tilbake av vitnesbyrd på atombombens ødeleggelser i 1945. Opprinnelig var bygningen en industrihall, men stålskjelettet som står tilbake minner om en langt vakrere bygning. Bygningens minner om blodig fortid står i skarp kontrast til nåtidens Hiroshima.

Hiroshima borgen (Hiroshima)
Hiroshima borgen er, som alt annet i Hiroshima, ikke mer enn 55 år gammel. Allikevel lever borgen opp til alle ens fantasier om gammel japansk middelalderborg. I tårnet er det en spennende utstilling med våpen og rustninger.

Torii porten (Hiroshima)
Torii porten ligger 20 kilometer fra Hiroshima. De fleste vil gjenkjenne den fra bilder og film om Japan uten å kjenne den ved navn. Torii porten er 17 meter høy, bygget av rødt tre og står midt ute i vannet utenfor Shintotempel øyen Miyajima. Nyt også den praktfulle naturen på øyen.

Fjellet Fuji (Japan)
Fuji er Japans høyeste fjell. Offisielt kan man kun bestige Fuji i juli og august, men det kan i virkeligheten gjøres hele året, selv om det krever en del rutine i vinterhalvåret. Skiltingen er god og man går seg ikke bort.

Meiji Jingu Tempelet (Tokyo)
Tempelet er imponerende og ligger i en av Tokyos vakre parker og er blant de helligste i Japan. Nyttårsdag besøker mange japanere dette tempelet iført kimonoer. Tempelet er dedikert til keiser Meiji som i sin tid åpnet Japan for omverdenen. Tempelet inneholder mange av keiserens personlige eiendeler. Parkens irishage er blant Japans vakreste.

Sanjusangendo Tempelet (Kyoto)
Sanjusangendo tempelet i Kyoto er et imponerende stort tempel. Det stod ferdig i 1266 og de 1001 statuene er et av Kamukara periodens mesterverker. Den 15. januar holdes den årlige bueskytingskonkurransen. En tradisjon som stammer fra det 16. århundre.

Gullpaviljongen (Kyoto)
Kinkakuji (gullpaviljongen) er en av Kyotos absolutte severdigheter. Tempelet ble oppført i det 14. århundre, men måtte gjenoppføres i 1955 etter at en sinnsyk tempelprest brendte det ned. Tempelet er dekket med bladgull og er en nøyaktig kopi av det gamle Kinkakuji.

Keiserpalasset i Kyoto (Kyoto)
Keiserpalasset er en av de få serverdigheten i Kyotos sentrum. Det nåværende palasset ble oppført i 1855 som erstatning for et tidligere nedbrendt palass. Palasset kan kun besøkes i grupper. Rundvisningene er veldig ettertraktet og det kan anbefales å søke om plass til disse turene allerede en dag i forveien.

Byen Nara (Nara)
Byen Nara ligger en halv times togtur fra Kyoto. I Nara gjenfinner man Kyotos særlige atmosfære. Byen ble i 710 Japans første permanente hovedstad og har mange velbevarte templer. I Nara Park går det tamme hjort rundt mellom templene.

Borgen i Himeji (Osaka)
Himeji ligger halvannen times togtur fra Osaka. Byen rommer kanskje Japans vakreste borg som mange nok vil huske fra tv-serien "Shogun". Den Hvite Hejres Borg (Shirasagi-jo) er et fantastisk byggeri som med sine hvite murer og kurvede tegltak emmer av østens mystikk, innvendig som utvendig. Til borgen er det knyttet to museer og den berømte kirkegården Nagayama.

Borgen i Osaka (Osaka)
Borgen i Osaka byr på våpen og maleriutstillinger. Borgen er opprinnelig fra det 16. århundre, men har brendt ned et par ganger siden. Borgen er restaurert og har innvendig heis. Ved siden av borgen ligger Osaka bymuseum med samlinger relatert til byens historie samt en mindre keramikksamling.

Senri Expo Park (Osaka)
Litt nord for Osaka ligger Senri Expo Park hvor Expo ble holdt i 1970. Her finner man blant annet den vakre landskapshagen som ble anlagt i forbindelse med Expo utstillingen. Det hører også et etnologisk museum til parken hvor det utstilles ting og film fra hele verden.

Bryggeriet i Sapporo (Sapporo)
På Sapporos bryggeri kan alle ølelskere komme på en gratis rundvisning og smake den gode japanske bryggekunst.

Nakajima Koen parken (Sapporo)
Ønsker man en forsmak på Hokkaidos skjønne natur bør man besøke Nakajima Koen parken. Her kan man slappe av i parkens landskapshage og besøke det historiske tehuset.

Disneyland i Tokyo (Tokyo)
Disneyland i Tokyo er en tro kopi av Disneyland i California og har de samme attraksjonene. Forlystelsesparken ble innviet i 1983 og har vært en enorm suksess siden. Hvis man ennå ikke har opplevd Disneyland bør man gripe sjansen her. For å unngå trengsel bør man dra der i hverdagene.

Ginza distriktet (Tokyo)
Litt sydøst for keiserpalasset ligger Ginza distriktet hvor den mest kjøpelystne kan slå seg løs. Her ligger det mange spesialbutikker og stormagasiner. I kvarteret kan man finne mange utenlandske aviser og tollfrie butikker.

Keiserpalasset (Tokyo)
Keiserpalasset er en av de severdighetene man bør besøke under oppholdet i Tokyo. Det er ikke adgang til selve palasset hvor keiserfamilien bor, men gå en tur i parken og nyt utsikten innover palasset.

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

==Singapore og Malaysia==

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

En øl kan fås til 20 kr i Singapore i følge pintprice.com, men man må regne med minst det dobbelte mange steder. Snittprisen i Malaysia er 37 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:52:27Z

Kjetikn:

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

I følge pintprice.com koster en øl i California stort sett mellom 25 og 35 kr. I byen Chico kan man imidlertid få en duggfrisk til under 12 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Vest-Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

Vanlige ølpriser er Frankrike er ca 50 kr i følge pintprice.com. I Paris må man regne med en 20-kr ekstra. 40 kr er typisk i Barcelona, mens man i Sveits slipper unna med 35 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

I følge pintprice.com er det store geografiske variasjoner i ølprisene i Kina; fra under 2 kr i Changchun til over 40 kr i Shanghai. I Beijing er prisen ca 10 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Japan=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

Pintprice.com hevder at snittprisen på en øl i Japan er 35 kr. I hovedstaden Tokyo er prisen opp mot 50-lappen.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Singapore og Malaysia=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

En øl kan fås til 20 kr i Singapore i følge pintprice.com, men man må regne med minst det dobbelte mange steder. Snittprisen i Malaysia er 37 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:48:14Z

Kjetikn: /* Singapore og Malaysia */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

I følge pintprice.com koster en øl i California stort sett mellom 25 og 35 kr. I byen Chico kan man imidlertid få en duggfrisk til under 12 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Vest-Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Vest-Europa===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

Vanlige ølpriser er Frankrike er ca 50 kr i følge pintprice.com. I Paris må man regne med en 20-kr ekstra. 40 kr er typisk i Barcelona, mens man i Sveits slipper unna med 35 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Kina===

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

I følge pintprice.com er det store geografiske variasjoner i ølprisene i Kina; fra under 2 kr i Changchun til over 40 kr i Shanghai. I Beijing er prisen ca 10 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Japan=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Japan===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

Pintprice.com hevder at snittprisen på en øl i Japan er 35 kr. I hovedstaden Tokyo er prisen opp mot 50-lappen.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Singapore og Malaysia=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Singapore og Malaysia===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

En øl kan fås til 20 kr i Singapore i følge pintprice.com, men man må regne med minst det dobbelte mange steder. Snittprisen i Malaysia er 37 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:42:31Z

Kjetikn: /* Japan */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

I følge pintprice.com koster en øl i California stort sett mellom 25 og 35 kr. I byen Chico kan man imidlertid få en duggfrisk til under 12 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Vest-Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Vest-Europa===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

Vanlige ølpriser er Frankrike er ca 50 kr i følge pintprice.com. I Paris må man regne med en 20-kr ekstra. 40 kr er typisk i Barcelona, mens man i Sveits slipper unna med 35 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Kina===

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

I følge pintprice.com er det store geografiske variasjoner i ølprisene i Kina; fra under 2 kr i Changchun til over 40 kr i Shanghai. I Beijing er prisen ca 10 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Japan=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Japan===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

Pintprice.com hevder at snittprisen på en øl i Japan er 35 kr. I hovedstaden Tokyo er prisen opp mot 50-lappen.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Singapore og Malaysia=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Singapore og Malaysia===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:40:01Z

Kjetikn: /* Økonomi */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

I følge pintprice.com koster en øl i California stort sett mellom 25 og 35 kr. I byen Chico kan man imidlertid få en duggfrisk til under 12 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Vest-Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Vest-Europa===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

Vanlige ølpriser er Frankrike er ca 50 kr i følge pintprice.com. I Paris må man regne med en 20-kr ekstra. 40 kr er typisk i Barcelona, mens man i Sveits slipper unna med 35 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Kina===

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

I følge pintprice.com er det store geografiske variasjoner i ølprisene i Kina; fra under 2 kr i Changchun til over 40 kr i Shanghai. I Beijing er prisen ca 10 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Japan=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Japan===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Singapore og Malaysia=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Singapore og Malaysia===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:29:29Z

Kjetikn: /* California */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

I følge pintprice.com koster en øl i California stort sett mellom 25 og 35 kr. I byen Chico kan man imidlertid få en duggfrisk til under 12 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Vest-Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Vest-Europa===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Kina===

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

I følge pintprice.com er det store geografiske variasjoner i ølprisene i Kina; fra under 2 kr i Changchun til over 40 kr i Shanghai. I Beijing er prisen ca 10 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Japan=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Japan===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Singapore og Malaysia=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Singapore og Malaysia===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:23:01Z

Kjetikn: /* Kina */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Vest-Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Vest-Europa===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Kina===

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

I følge pintprice.com er det store geografiske variasjoner i ølprisene i Kina; fra under 2 kr i Changchun til over 40 kr i Shanghai. I Beijing er prisen ca 10 kr.

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Japan=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Japan===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Singapore og Malaysia=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Singapore og Malaysia===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:08:51Z

Kjetikn: /* Singapore og Malaysia */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Vest-Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Vest-Europa===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Kina===

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Japan=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Japan===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Singapore og Malaysia=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Singapore og Malaysia===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:08:24Z

Kjetikn: /* Japan */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Vest-Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Vest-Europa===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Kina===

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Japan=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Japan===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:07:33Z

Kjetikn: /* Kina */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Vest-Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Vest-Europa===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Kina===

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:06:53Z

Kjetikn: /* Europa */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Vest-Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Vest-Europa===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:06:42Z

Kjetikn: /* Nanoteknologi i California */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i Vest-Europa===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:06:26Z

Kjetikn: /* Europa */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Europa=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:06:09Z

Kjetikn: /* USA */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=California=

===Drillo-fakta===

===Nanoteknologi i California===

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

===Annet===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:04:22Z

Kjetikn: /* Nanoteknologi-bedrifter */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.

'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.

'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.

'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.

'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).

'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.

'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.

'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.

'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.

'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.

'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.

'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.

'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.

'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.

'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.

'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.

'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.

'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.

'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.

'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.

'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.

'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.

'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.

'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.

'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.

'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.

'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.

'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.

'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.

'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.

'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.

'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.

'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.

'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.

'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.

'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.

'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.

'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:02:00Z

Kjetikn: /* Nanoteknologi-bedrifter */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder. \\
'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.\\
'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.\\
'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.\\
'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).\\
'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.\\
'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.\\
'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.\\
'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.\\
'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.\\
'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.\\
'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.\\
'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.\\
'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.\\
'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.\\
'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.\\
'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.\\
'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.\\
'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.\\
'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.\\
'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.\\
'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.\\
'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.\\
'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.\\
'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.\\
'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.\\
'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.\\
'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.\\
'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.\\
'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.\\
'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.\\
'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.\\
'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.\\
'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.\\
'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.\\
'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.\\
'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.\\
'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.\\
'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.\\
'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.\\

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T20:01:43Z

Kjetikn: /* Nanoteknologi-bedrifter */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.\\
'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.\\
'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.\\
'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.\\
'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).\\
'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.\\
'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.\\
'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.\\
'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.\\
'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.\\
'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.\\
'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.\\
'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.\\
'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.\\
'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.\\
'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.\\
'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.\\
'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.\\
'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.\\
'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.\\
'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.\\
'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.\\
'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.\\
'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.\\
'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.\\
'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.\\
'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.\\
'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.\\
'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.\\
'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.\\
'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.\\
'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.\\
'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.\\
'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.\\
'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.\\
'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.\\
'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.\\
'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.\\
'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.\\
'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.\\

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:59:34Z

Kjetikn: /* Nanoteknologi-bedrifter */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.//
'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.//
'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.//
'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.//
'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).//
'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.//
'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.//
'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.//
'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.//
'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.//
'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.//
'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.//
'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.//
'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.//
'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.//
'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.//
'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.//
'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.//
'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.//
'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.//
'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.//
'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.//
'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.//
'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.//
'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.//
'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.//
'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.//
'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.//
'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.//
'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.//
'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.//
'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.//
'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.//
'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.//
'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.//
'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.//
'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.//
'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.//
'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.//
'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.//

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:57:09Z

Kjetikn: /* Nanoteknologi-bedrifter */

Denne artikkelen inneholder informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

'''Advapowder'''
Produces nanoscale diamond powder.
'''AgroMicron'''
The company develops Rapid Early Detection products. These products identify possible pathological threats from bioterrorism to pathogens plaguing global agriculture, animals and people. Test arrays include nanoscale molecule detection techniques.
'''AlphaNano Technology'''
A manufacturer of carbon nanotubes and other nanoparticles.
'''Anson Nanotechnology Group'''
Manufactures nanoparticulate antibacterial dressings.
'''Arry International Group Limited'''
Supplier of a wide variety of nano materials, including carbon nanotubes (CNTs) and nano elements as as well as nano oxides (rare earth, metal, and non-metal).
'''Beijing Chamgo Nano-Tech'''
Manufactures antimicrobial fibers and plastics and nanocomposite materials.
'''Beijing HuiHaihong Nano-ST'''
The company is mainly engaged in the application research of nanometer-structured material, R&D of new products, technology transfer, technical consultation, technical service, production and management of the newly developed products.
'''Chengdu Alpha Nano Technology'''
A supplier of carbon nanotubes and various nanopowders.
'''Chengdu Organic Chemistry Co.'''
Producer of carbon nanotubes.
'''Chengyin Technology'''
Producer of nanoparticles.
'''China Rare Metal Material'''
CRM offers a wide range of nanoparticulate specialist metals, oxides, alloys and inorganic chemical compounds.
'''Chongyi Zhangyuan Tungsten Co., Ltd.'''
Producer of tungsten and tungsten carbide nanopowders.
'''EnvironmentalCare'''
Manufactures nano-TiO2 catalytic surface coating materials.
'''FCC'''
The company produces 6 series of more than 20 different items bentonite refined products,including NANOLIN series of nanoclay.
'''Futuresoft Technologies'''
Futuresoft Technologies Inc. is specialized in technologies in plastic materials, their processing equipment and processed products. FTI offers turn-key production systems of wood-plastic composite, extruders, and dies, especially profile dies for wood-plastic, PVC, and TPE. Their polymer nanocomposite technology has been able to make the composite to have much higher property enhancement than those by other technology.
'''HeFei Kaier Nanometer Technology Development Co.'''
Specializes in nitride and carbide series of nanoparticle ceramic powders.
'''HeJi, Inc.'''
Producer of carbon nanotubes.
'''Huizhou TianYi Rare Material'''
Manufacturer of nanopowders.
'''Jiangsu Changtai Nanometer Material Co, Ltd.'''
Producer of nanoparticles.
'''Jinri Diamond'''
The company produces diamond abrasives. Among its products are nanodiamond materials.
'''NaBond'''
Focused on development, manufacture and application of nanomaterials and adhesives.
'''Nano-Group Holdings'''
Provides nanotechnology applications for the textile and garment industries.
'''Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)'''
SMIC is one of the leading semiconductor foundries in the world and the largest and most advanced foundry in Mainland China, providing integrated circuit manufacturing service at 0.35 micron to 65 nanometer and finer line technologies.
'''Shanghai ADD Nano-ST'''
Manufactures PTFE nanopowders for printing, dyeing, and cosmetic applications.
'''ShangHai Allrun Nano Science & Technology'''
Allrun Nano's technologies consist of distinct nanomaterial manufacturing processes, surface treatment technologies of nanomaterial, and its bio-medical application technologies. Allrun Nano has created an integrated platform of nanomaterial technologies that are designed to deliver nanomaterial solutions for market applications.
'''Shanghai Huzheng Nano Technology'''
Producer of wide range of nanoparticles, coating supplements and finishing agents.
'''Shanghai Shanghui Nano Science and Technology'''
The company specializes in the R&D, production and distribution of high-tech industrial products of nanomaterials. In possession of its own centre of R&D and integrating production with industrialization, the company cooperates with colleges and scientific institutions with regard to the projects of nanomaterials and technologies.
'''Shenzen Nano-Technologies Port Co., Ltd.'''
Producer of carbon nanotubes.
'''Shenzhen JinGangYuan New Material Development'''
The company specializes in developing and manufacturing nanodiamond and other related products.
'''Shenzhen Junye Nano Material Co.'''
Produces metal nanoparticles.
'''Shenzhen Nanotechnologies'''
The company is focusing on the R&D, manufacture and application of carbon nanotubes.
'''Sokang Nano'''
Develops several lines of nanotech product including nano coating, nano coating additive, nano air cleaner module and nano water cleaning module.
'''Sumi Long Nanotechnology Materials'''
(Site in Chinese) A subsidiary of Sumitomo Osaka Cement, the company develops and manufactures antimagnetic, anti-reflection coatings with nanoparticles.
'''Sun Nanotech Co, Ltd.'''
Supplier of carbon nanotubes.
'''Texnology Nano Textile'''
Applies nanocoatings to textile fibers and materials.
'''TiPE'''
TiPE is a leading nano photocatalyst manufacturer in China, with its proprietary advanced Nano-hydrosynthetic™ technology. TiPE also is the biggest hydrosynthetic photocatalyst manufacturer in China.
'''TitanPE Technology (Shanghai) Inc.'''
Produces nano photocatalysts.
'''Yantai Jialong Nano Industry'''
The company conducts research and development of nanomaterials. It is the 863 Program Industrialization Base, Shandong Nanocoating Engineering & technology Research Center and Yantai Nano Engineering & Technology Research Center.
'''Zhejiang Fenghong Clay Chemicals'''
Engages in research, development, manufacture and trade of refined clay related products such as organoclay rheological additives ornanoclay for polymers.
'''Zibo ShineSo Chemical New Material'''
ShineSo specializes in the R&D, manufacturing distribution and technical service of advanced ceramic materials including nanopowders.

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:51:27Z

Kjetikn:

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:50:41Z

Kjetikn: /* Tidsplan */

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:50:17Z

Kjetikn:

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:49:37Z

Kjetikn: /* Tidsplan */

Denne artikkelen skal inneholde informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming
* 19.03.2010 Planlagt avreise
* 09.04.2010 Planlagt hjemreise

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:47:07Z

Kjetikn: /* Tidsplan */

Denne artikkelen skal inneholde informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte med presentasjon av reisemålene og avstemming

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:46:20Z

Kjetikn: /* Singapore og Malaysia */

Denne artikkelen skal inneholde informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte og avstemning på reisemål

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:46:12Z

Kjetikn: /* Japan */

Denne artikkelen skal inneholde informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte og avstemning på reisemål

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Singapore og Malaysia=

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:46:03Z

Kjetikn: /* Kina */

Denne artikkelen skal inneholde informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte og avstemning på reisemål

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Japan=

=Singapore og Malaysia=

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:45:56Z

Kjetikn: /* Europa */

Denne artikkelen skal inneholde informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte og avstemning på reisemål

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Kina=

=Japan=

=Singapore og Malaysia=

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:45:37Z

Kjetikn: /* USA */

Denne artikkelen skal inneholde informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte og avstemning på reisemål

=USA=

===Nanoteknologi-bedrifter===

===Økonomi===

===Attraksjoner===

===Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU===

=Europa=

=Kina=

=Japan=

=Singapore og Malaysia=

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T19:44:56Z

Kjetikn: /* USA */

Denne artikkelen skal inneholde informasjon om hovedekskursjonen til MTNANOs kull 2007.

= Tidsplan =
* 24.03.2009 Deadline for [http://www.timini.no/forum/viewtopic.php?t=1622 idémyldring på forumet]
* 04.05.2009 Allmøte og avstemning på reisemål

=USA=

==Nanoteknologi-bedrifter==
==Økonomi==
==Attraksjoner==
==Universiteter med samarbeidsavtaler med NTNU==

=Europa=

=Kina=

=Japan=

=Singapore og Malaysia=

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-31T16:07:33Z

Kjetikn: /* Metallnanopartikler og deres egenskaper */

Artikkel fra literaturprosjekt i [[TFY4335 - Bionanovitenskap]] våren 2009. Artikkelen fokuserer på hvordan man kan lage sensorer basert på hybridpartikler av DNA og nanopartikler, og ser på endel applikasjoner av disse sensorene.

== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelsesevne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=== DNA-molekylet og dets egenskaper ===
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggrad av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin)<ref name="bio">Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006</ref>. To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA-streng på under 20 baser kalles et oligonukleotid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyresekvensene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper som følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten<ref name="spr">A. Pinchuk, U. Kreibig and A. Hilger, Optical properties of metallic nanoparticles: influence of interface effects and interband transitions, 2004</ref>. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbåndet<ref name="spr"> </ref>. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, kan man kontrollere sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder for å lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. <ref name="buttner"> ]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006 </ref>
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater<ref name="huo">Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006 </ref> <ref name="petrina"> Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006 </ref>. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

== Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler ==

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider<ref name="konsam">Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005</ref>. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|center|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]

== Applikasjoner ==
=== Metallionsensorer ===
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade <ref name="Lee">Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007 </ref>. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^{2+}</math>), kobber (Cu<math>^{2+}</math>) og kvikksølv (Hg<math>^{2+}</math>). Alle disse tre bruker litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. . I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

==== Blysensor: ====
Blyioner (Pb<math>^{2+}</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer <ref name="liu"> Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004 </ref> <ref name="liu2"> Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004 </ref>. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E) (se figur 4). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner, hvis det skulle være ønskelig.
[[Bilde:bly.jpg|400px|center|thumb|Figur 4 A: Substrattråden 17DS og enzymtråden 17E, vist med RNA-binding, B: Kløyvingen ved hjelp av blyioner, C: Hele prossessen som fører til fargeforandring ved tilsatte blyioner]]

==== Kobbersensor: ====
[[Bilde:kobbersensor.JPG|300px|right|thumb|Figur 5: A: To DNA-tråder S1 og S2 bindes sammen ved hjelp av enzyme ligase E47, B: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeforandring]]
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

[[Bilde:kobbersensor2.JPG|200px|left|thumb|Figur 6: Adsorpsjon som en funksjon av kobber og sinkkonsentrasjon]]Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2) (se figur 5). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^{2+}</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^{2+}</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport <ref name="liuli"> Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007 </ref> ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^{2+}</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol).De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^{2+}</math>, Sr<math>^{2+}</math>, Ni<math>^{2+}</math>, Fe<math>^{2+}</math>, Mg<math>^{2+}</math>, Zn<math>^{2+}</math>. Bare Cu<math>^{2+}</math> og Zn<math>^{2+}</math> ga noe som helst utslag, og Zn<math>^{2+}</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner (se figur 6). Forskningsrapporten <ref name="liuli"> </ref> konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

==== Kvikksølvsensor: ====
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^{2+}</math> til løsningen, vil Hg<math>^{2+}</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix (se figur 7). Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^{2+}</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^{2+}</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

[[Bilde:kvikksølv3.JPG|200px|left|thumb|Figur 8: Lineær sammenheng mellom <math>T_M</math> og konsentrasjon av kvikksølv]]
En gruppe forskere har forsket på denne sensoren <ref name="Lee"> </ref>. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^{2+}</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^{2+}</math> (se figur 8). TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.
[[Bilde:kvikksølvsensor.JPG|400px|thumb|center|Figur 7: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeendring ved tilsats av kvikksølvioner]]

=== Detektering av antigener ===
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener<ref name="antigen">Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005</ref>. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 8).

[[Bilde:gen.JPG|350px|left|thumb|Tabell 1: Fem forskjellige oligonukletider]]
[[Bilde:gen2.JPG|300px|center|thumb|Figur 8: Syntese av hybridmolekyler]]

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 9.

[[Bilde:gen3.JPG|300px|center|thumb|Figur 9: Hybridmolekyl med antistoff og antigen]]

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 10). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

[[Bilde:gen4.JPG|400px|center|thumb|Figur 10: Hybridmolekylet blir bundet til en overflate, og det blir laget flere lag med nanopartikler.]]

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 11 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

[[Bilde:gen5.JPG|400px|center|thumb|Figur 11: Histogram over abosbering av elektromagnetisk stråling ved difunksjonelle hybdridmolekyler (svarte søyler) og monofunksjonelle hybridmolekyler (grå søyler).]]

=== Kolorimetrisk pH-meter ===

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008 <ref name="chen"> Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008 </ref>. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle med denne sensoren er at de bruker umodifiserte GNP, dvs at partiklene er bundet til DNA med elektrostastiske krefter, ikke kovalentbindinger, som vi har sett på tidligere. I dette forsøket har partiklene adsorbert et skall av citrat rundt seg, slik at de blir negativt ladede. Slike negativt ladede GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at de binder seg til ssDNA, men ikke dsDNA <ref name="li"> Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004 </ref>. Dette er fordi i dsDNA ligger alle basene inne i dobbelhelixstrukturen, og «viser» dermed bare den negative ladede fosforrygggraden. Vi vil dermed får frastøting mellom dsDNA og GNP. I ssDNA ligger basene like eksponert som fosforgruppene, vi får dermed tiltrekkende krefter mellom DNAet og GNP. I en løsning med ssDNA vil vi altså få hybrid partikler som hindres i å sammenklumpes, mens i en løsning med dsDNA vil vi få sammenklumpede GNP.

I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH-sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø <ref name="phan">Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix</ref> <ref name"jin">Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009
</ref> . Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.
[[Bilde:phmeter.JPG|200px|left|thumb|Figur 11: skjematisk figur av I-motif- DNA.]]

Forsøket <ref name="chen"> </ref> går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten <ref name="chen"> </ref> brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer. <ref name="Liu"> Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007 </ref>

I følge artikkelen <ref name="chen"> </ref> vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.
[[Bilde:phmeter2.JPG|400px|center|thumb|Figur 12: A: skjematisk figur av prosessen med nanopartikler og I-motif DNA, B: fargeendring i pH-området 5.00-8.00]]

== Kilder ==

<references/>

[[Kategori:Prosjekt i Bionanovitenskap]]

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-31T16:04:01Z

Kjetikn: /* DNA-molekylet og dets egenskaper */

Artikkel fra literaturprosjekt i [[TFY4335 - Bionanovitenskap]] våren 2009. Artikkelen fokuserer på hvordan man kan lage sensorer basert på hybridpartikler av DNA og nanopartikler, og ser på endel applikasjoner av disse sensorene.

== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelsesevne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=== DNA-molekylet og dets egenskaper ===
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggrad av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin)<ref name="bio">Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006</ref>. To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA-streng på under 20 baser kalles et oligonukleotid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyresekvensene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten<ref name="spr">A. Pinchuk, U. Kreibig and A. Hilger, Optical properties of metallic nanoparticles: influence of interface effects and interband transitions, 2004</ref>. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbåndet<ref name="spr"> </ref>. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, kan man kontrollere sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder for å lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. <ref name="buttner"> ]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006 </ref>
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater<ref name="huo">Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006 </ref> <ref name="petrina"> Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006 </ref>. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

== Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler ==

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider<ref name="konsam">Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005</ref>. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|center|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]

== Applikasjoner ==
=== Metallionsensorer ===
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade <ref name="Lee">Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007 </ref>. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^{2+}</math>), kobber (Cu<math>^{2+}</math>) og kvikksølv (Hg<math>^{2+}</math>). Alle disse tre bruker litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. . I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

==== Blysensor: ====
Blyioner (Pb<math>^{2+}</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer <ref name="liu"> Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004 </ref> <ref name="liu2"> Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004 </ref>. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E) (se figur 4). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner, hvis det skulle være ønskelig.
[[Bilde:bly.jpg|400px|center|thumb|Figur 4 A: Substrattråden 17DS og enzymtråden 17E, vist med RNA-binding, B: Kløyvingen ved hjelp av blyioner, C: Hele prossessen som fører til fargeforandring ved tilsatte blyioner]]

==== Kobbersensor: ====
[[Bilde:kobbersensor.JPG|300px|right|thumb|Figur 5: A: To DNA-tråder S1 og S2 bindes sammen ved hjelp av enzyme ligase E47, B: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeforandring]]
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

[[Bilde:kobbersensor2.JPG|200px|left|thumb|Figur 6: Adsorpsjon som en funksjon av kobber og sinkkonsentrasjon]]Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2) (se figur 5). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^{2+}</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^{2+}</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport <ref name="liuli"> Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007 </ref> ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^{2+}</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol).De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^{2+}</math>, Sr<math>^{2+}</math>, Ni<math>^{2+}</math>, Fe<math>^{2+}</math>, Mg<math>^{2+}</math>, Zn<math>^{2+}</math>. Bare Cu<math>^{2+}</math> og Zn<math>^{2+}</math> ga noe som helst utslag, og Zn<math>^{2+}</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner (se figur 6). Forskningsrapporten <ref name="liuli"> </ref> konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

==== Kvikksølvsensor: ====
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^{2+}</math> til løsningen, vil Hg<math>^{2+}</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix (se figur 7). Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^{2+}</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^{2+}</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

[[Bilde:kvikksølv3.JPG|200px|left|thumb|Figur 8: Lineær sammenheng mellom <math>T_M</math> og konsentrasjon av kvikksølv]]
En gruppe forskere har forsket på denne sensoren <ref name="Lee"> </ref>. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^{2+}</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^{2+}</math> (se figur 8). TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.
[[Bilde:kvikksølvsensor.JPG|400px|thumb|center|Figur 7: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeendring ved tilsats av kvikksølvioner]]

=== Detektering av antigener ===
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener<ref name="antigen">Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005</ref>. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 8).

[[Bilde:gen.JPG|350px|left|thumb|Tabell 1: Fem forskjellige oligonukletider]]
[[Bilde:gen2.JPG|300px|center|thumb|Figur 8: Syntese av hybridmolekyler]]

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 9.

[[Bilde:gen3.JPG|300px|center|thumb|Figur 9: Hybridmolekyl med antistoff og antigen]]

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 10). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

[[Bilde:gen4.JPG|400px|center|thumb|Figur 10: Hybridmolekylet blir bundet til en overflate, og det blir laget flere lag med nanopartikler.]]

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 11 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

[[Bilde:gen5.JPG|400px|center|thumb|Figur 11: Histogram over abosbering av elektromagnetisk stråling ved difunksjonelle hybdridmolekyler (svarte søyler) og monofunksjonelle hybridmolekyler (grå søyler).]]

=== Kolorimetrisk pH-meter ===

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008 <ref name="chen"> Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008 </ref>. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle med denne sensoren er at de bruker umodifiserte GNP, dvs at partiklene er bundet til DNA med elektrostastiske krefter, ikke kovalentbindinger, som vi har sett på tidligere. I dette forsøket har partiklene adsorbert et skall av citrat rundt seg, slik at de blir negativt ladede. Slike negativt ladede GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at de binder seg til ssDNA, men ikke dsDNA <ref name="li"> Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004 </ref>. Dette er fordi i dsDNA ligger alle basene inne i dobbelhelixstrukturen, og «viser» dermed bare den negative ladede fosforrygggraden. Vi vil dermed får frastøting mellom dsDNA og GNP. I ssDNA ligger basene like eksponert som fosforgruppene, vi får dermed tiltrekkende krefter mellom DNAet og GNP. I en løsning med ssDNA vil vi altså få hybrid partikler som hindres i å sammenklumpes, mens i en løsning med dsDNA vil vi få sammenklumpede GNP.

I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH-sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø <ref name="phan">Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix</ref> <ref name"jin">Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009
</ref> . Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.
[[Bilde:phmeter.JPG|200px|left|thumb|Figur 11: skjematisk figur av I-motif- DNA.]]

Forsøket <ref name="chen"> </ref> går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten <ref name="chen"> </ref> brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer. <ref name="Liu"> Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007 </ref>

I følge artikkelen <ref name="chen"> </ref> vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.
[[Bilde:phmeter2.JPG|400px|center|thumb|Figur 12: A: skjematisk figur av prosessen med nanopartikler og I-motif DNA, B: fargeendring i pH-området 5.00-8.00]]

== Kilder ==

<references/>

[[Kategori:Prosjekt i Bionanovitenskap]]

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-31T15:59:19Z

Kjetikn: /* Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? */

Artikkel fra literaturprosjekt i [[TFY4335 - Bionanovitenskap]] våren 2009. Artikkelen fokuserer på hvordan man kan lage sensorer basert på hybridpartikler av DNA og nanopartikler, og ser på endel applikasjoner av disse sensorene.

== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelsesevne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=== DNA-molekylet og dets egenskaper ===
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggrad av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin)<ref name="bio">Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006</ref>. To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA-streng på under 20 baser kalles et oligonukleotid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyrene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten<ref name="spr">A. Pinchuk, U. Kreibig and A. Hilger, Optical properties of metallic nanoparticles: influence of interface effects and interband transitions, 2004</ref>. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbåndet<ref name="spr"> </ref>. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, kan man kontrollere sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder for å lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. <ref name="buttner"> ]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006 </ref>
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater<ref name="huo">Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006 </ref> <ref name="petrina"> Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006 </ref>. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

== Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler ==

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider<ref name="konsam">Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005</ref>. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|center|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]

== Applikasjoner ==
=== Metallionsensorer ===
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade <ref name="Lee">Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007 </ref>. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^{2+}</math>), kobber (Cu<math>^{2+}</math>) og kvikksølv (Hg<math>^{2+}</math>). Alle disse tre bruker litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. . I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

==== Blysensor: ====
Blyioner (Pb<math>^{2+}</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer <ref name="liu"> Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004 </ref> <ref name="liu2"> Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004 </ref>. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E) (se figur 4). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner, hvis det skulle være ønskelig.
[[Bilde:bly.jpg|400px|center|thumb|Figur 4 A: Substrattråden 17DS og enzymtråden 17E, vist med RNA-binding, B: Kløyvingen ved hjelp av blyioner, C: Hele prossessen som fører til fargeforandring ved tilsatte blyioner]]

==== Kobbersensor: ====
[[Bilde:kobbersensor.JPG|300px|right|thumb|Figur 5: A: To DNA-tråder S1 og S2 bindes sammen ved hjelp av enzyme ligase E47, B: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeforandring]]
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

[[Bilde:kobbersensor2.JPG|200px|left|thumb|Figur 6: Adsorpsjon som en funksjon av kobber og sinkkonsentrasjon]]Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2) (se figur 5). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^{2+}</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^{2+}</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport <ref name="liuli"> Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007 </ref> ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^{2+}</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol).De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^{2+}</math>, Sr<math>^{2+}</math>, Ni<math>^{2+}</math>, Fe<math>^{2+}</math>, Mg<math>^{2+}</math>, Zn<math>^{2+}</math>. Bare Cu<math>^{2+}</math> og Zn<math>^{2+}</math> ga noe som helst utslag, og Zn<math>^{2+}</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner (se figur 6). Forskningsrapporten <ref name="liuli"> </ref> konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

==== Kvikksølvsensor: ====
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^{2+}</math> til løsningen, vil Hg<math>^{2+}</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix (se figur 7). Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^{2+}</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^{2+}</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

[[Bilde:kvikksølv3.JPG|200px|left|thumb|Figur 8: Lineær sammenheng mellom <math>T_M</math> og konsentrasjon av kvikksølv]]
En gruppe forskere har forsket på denne sensoren <ref name="Lee"> </ref>. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^{2+}</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^{2+}</math> (se figur 8). TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.
[[Bilde:kvikksølvsensor.JPG|400px|thumb|center|Figur 7: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeendring ved tilsats av kvikksølvioner]]

=== Detektering av antigener ===
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener<ref name="antigen">Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005</ref>. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 8).

[[Bilde:gen.JPG|350px|left|thumb|Tabell 1: Fem forskjellige oligonukletider]]
[[Bilde:gen2.JPG|300px|center|thumb|Figur 8: Syntese av hybridmolekyler]]

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 9.

[[Bilde:gen3.JPG|300px|center|thumb|Figur 9: Hybridmolekyl med antistoff og antigen]]

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 10). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

[[Bilde:gen4.JPG|400px|center|thumb|Figur 10: Hybridmolekylet blir bundet til en overflate, og det blir laget flere lag med nanopartikler.]]

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 11 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

[[Bilde:gen5.JPG|400px|center|thumb|Figur 11: Histogram over abosbering av elektromagnetisk stråling ved difunksjonelle hybdridmolekyler (svarte søyler) og monofunksjonelle hybridmolekyler (grå søyler).]]

=== Kolorimetrisk pH-meter ===

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008 <ref name="chen"> Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008 </ref>. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle med denne sensoren er at de bruker umodifiserte GNP, dvs at partiklene er bundet til DNA med elektrostastiske krefter, ikke kovalentbindinger, som vi har sett på tidligere. I dette forsøket har partiklene adsorbert et skall av citrat rundt seg, slik at de blir negativt ladede. Slike negativt ladede GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at de binder seg til ssDNA, men ikke dsDNA <ref name="li"> Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004 </ref>. Dette er fordi i dsDNA ligger alle basene inne i dobbelhelixstrukturen, og «viser» dermed bare den negative ladede fosforrygggraden. Vi vil dermed får frastøting mellom dsDNA og GNP. I ssDNA ligger basene like eksponert som fosforgruppene, vi får dermed tiltrekkende krefter mellom DNAet og GNP. I en løsning med ssDNA vil vi altså få hybrid partikler som hindres i å sammenklumpes, mens i en løsning med dsDNA vil vi få sammenklumpede GNP.

I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH-sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø <ref name="phan">Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix</ref> <ref name"jin">Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009
</ref> . Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.
[[Bilde:phmeter.JPG|200px|left|thumb|Figur 11: skjematisk figur av I-motif- DNA.]]

Forsøket <ref name="chen"> </ref> går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten <ref name="chen"> </ref> brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer. <ref name="Liu"> Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007 </ref>

I følge artikkelen <ref name="chen"> </ref> vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.
[[Bilde:phmeter2.JPG|400px|center|thumb|Figur 12: A: skjematisk figur av prosessen med nanopartikler og I-motif DNA, B: fargeendring i pH-området 5.00-8.00]]

== Kilder ==

<references/>

[[Kategori:Prosjekt i Bionanovitenskap]]

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-31T15:56:19Z

Kjetikn:

Artikkel fra literaturprosjekt i [[TFY4335 - Bionanovitenskap]] våren 2009. Artikkelen fokuserer på hvordan man kan lage sensorer basert på hybridpartikler av DNA og nanopartikler, og ser på endel applikasjoner av disse sensorene.

== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelses- evne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=== DNA-molekylet og dets egenskaper ===
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggmarg av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin)<ref name="bio">Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006</ref>. To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA streng på under 20 baser kalles et oligonukletid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyrene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten<ref name="spr">A. Pinchuk, U. Kreibig and A. Hilger, Optical properties of metallic nanoparticles: influence of interface effects and interband transitions, 2004</ref>. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbåndet<ref name="spr"> </ref>. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, kan man kontrollere sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder for å lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. <ref name="buttner"> ]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006 </ref>
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater<ref name="huo">Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006 </ref> <ref name="petrina"> Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006 </ref>. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

== Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler ==

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider<ref name="konsam">Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005</ref>. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|center|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]

== Applikasjoner ==
=== Metallionsensorer ===
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade <ref name="Lee">Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007 </ref>. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^{2+}</math>), kobber (Cu<math>^{2+}</math>) og kvikksølv (Hg<math>^{2+}</math>). Alle disse tre bruker litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. . I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

==== Blysensor: ====
Blyioner (Pb<math>^{2+}</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer <ref name="liu"> Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004 </ref> <ref name="liu2"> Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004 </ref>. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E) (se figur 4). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner, hvis det skulle være ønskelig.
[[Bilde:bly.jpg|400px|center|thumb|Figur 4 A: Substrattråden 17DS og enzymtråden 17E, vist med RNA-binding, B: Kløyvingen ved hjelp av blyioner, C: Hele prossessen som fører til fargeforandring ved tilsatte blyioner]]

==== Kobbersensor: ====
[[Bilde:kobbersensor.JPG|300px|right|thumb|Figur 5: A: To DNA-tråder S1 og S2 bindes sammen ved hjelp av enzyme ligase E47, B: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeforandring]]
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

[[Bilde:kobbersensor2.JPG|200px|left|thumb|Figur 6: Adsorpsjon som en funksjon av kobber og sinkkonsentrasjon]]Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2) (se figur 5). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^{2+}</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^{2+}</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport <ref name="liuli"> Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007 </ref> ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^{2+}</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol).De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^{2+}</math>, Sr<math>^{2+}</math>, Ni<math>^{2+}</math>, Fe<math>^{2+}</math>, Mg<math>^{2+}</math>, Zn<math>^{2+}</math>. Bare Cu<math>^{2+}</math> og Zn<math>^{2+}</math> ga noe som helst utslag, og Zn<math>^{2+}</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner (se figur 6). Forskningsrapporten <ref name="liuli"> </ref> konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

==== Kvikksølvsensor: ====
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^{2+}</math> til løsningen, vil Hg<math>^{2+}</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix (se figur 7). Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^{2+}</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^{2+}</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

[[Bilde:kvikksølv3.JPG|200px|left|thumb|Figur 8: Lineær sammenheng mellom <math>T_M</math> og konsentrasjon av kvikksølv]]
En gruppe forskere har forsket på denne sensoren <ref name="Lee"> </ref>. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^{2+}</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^{2+}</math> (se figur 8). TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.
[[Bilde:kvikksølvsensor.JPG|400px|thumb|center|Figur 7: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeendring ved tilsats av kvikksølvioner]]

=== Detektering av antigener ===
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener<ref name="antigen">Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005</ref>. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 8).

[[Bilde:gen.JPG|350px|left|thumb|Tabell 1: Fem forskjellige oligonukletider]]
[[Bilde:gen2.JPG|300px|center|thumb|Figur 8: Syntese av hybridmolekyler]]

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 9.

[[Bilde:gen3.JPG|300px|center|thumb|Figur 9: Hybridmolekyl med antistoff og antigen]]

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 10). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

[[Bilde:gen4.JPG|400px|center|thumb|Figur 10: Hybridmolekylet blir bundet til en overflate, og det blir laget flere lag med nanopartikler.]]

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 11 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

[[Bilde:gen5.JPG|400px|center|thumb|Figur 11: Histogram over abosbering av elektromagnetisk stråling ved difunksjonelle hybdridmolekyler (svarte søyler) og monofunksjonelle hybridmolekyler (grå søyler).]]

=== Kolorimetrisk pH-meter ===

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008 <ref name="chen"> Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008 </ref>. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle med denne sensoren er at de bruker umodifiserte GNP, dvs at partiklene er bundet til DNA med elektrostastiske krefter, ikke kovalentbindinger, som vi har sett på tidligere. I dette forsøket har partiklene adsorbert et skall av citrat rundt seg, slik at de blir negativt ladede. Slike negativt ladede GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at de binder seg til ssDNA, men ikke dsDNA <ref name="li"> Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004 </ref>. Dette er fordi i dsDNA ligger alle basene inne i dobbelhelixstrukturen, og «viser» dermed bare den negative ladede fosforrygggraden. Vi vil dermed får frastøting mellom dsDNA og GNP. I ssDNA ligger basene like eksponert som fosforgruppene, vi får dermed tiltrekkende krefter mellom DNAet og GNP. I en løsning med ssDNA vil vi altså få hybrid partikler som hindres i å sammenklumpes, mens i en løsning med dsDNA vil vi få sammenklumpede GNP.

I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH-sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø <ref name="phan">Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix</ref> <ref name"jin">Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009
</ref> . Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.
[[Bilde:phmeter.JPG|200px|left|thumb|Figur 11: skjematisk figur av I-motif- DNA.]]

Forsøket <ref name="chen"> </ref> går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten <ref name="chen"> </ref> brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer. <ref name="Liu"> Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007 </ref>

I følge artikkelen <ref name="chen"> </ref> vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.
[[Bilde:phmeter2.JPG|400px|center|thumb|Figur 12: A: skjematisk figur av prosessen med nanopartikler og I-motif DNA, B: fargeendring i pH-området 5.00-8.00]]

== Kilder ==

<references/>

[[Kategori:Prosjekt i Bionanovitenskap]]

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-31T15:55:09Z

Kjetikn: /* Metallnanopartikler og deres egenskaper */

Artikkel fra literaturprosjekt i [[TFY4335 - Bionanovitenskap]] våren 2009. Artikkelen fokuserer på hvordan man kan lage sensorer basert på hybridpartikler av DNA og nanopartikler, og ser på endel applikasjoner av disse sensorene. (NB! Artikkelen er ikke ferdigskrevet ennå!)

== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelses- evne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=== DNA-molekylet og dets egenskaper ===
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggmarg av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin)<ref name="bio">Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006</ref>. To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA streng på under 20 baser kalles et oligonukletid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyrene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten<ref name="spr">A. Pinchuk, U. Kreibig and A. Hilger, Optical properties of metallic nanoparticles: influence of interface effects and interband transitions, 2004</ref>. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbåndet<ref name="spr"> </ref>. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, kan man kontrollere sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder for å lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. <ref name="buttner"> ]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006 </ref>
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater<ref name="huo">Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006 </ref> <ref name="petrina"> Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006 </ref>. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

== Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler ==

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider<ref name="konsam">Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005</ref>. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|center|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]

== Applikasjoner ==
=== Metallionsensorer ===
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade <ref name="Lee">Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007 </ref>. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^{2+}</math>), kobber (Cu<math>^{2+}</math>) og kvikksølv (Hg<math>^{2+}</math>). Alle disse tre bruker litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. . I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

==== Blysensor: ====
Blyioner (Pb<math>^{2+}</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer <ref name="liu"> Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004 </ref> <ref name="liu2"> Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004 </ref>. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E) (se figur 4). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner, hvis det skulle være ønskelig.
[[Bilde:bly.jpg|400px|center|thumb|Figur 4 A: Substrattråden 17DS og enzymtråden 17E, vist med RNA-binding, B: Kløyvingen ved hjelp av blyioner, C: Hele prossessen som fører til fargeforandring ved tilsatte blyioner]]

==== Kobbersensor: ====
[[Bilde:kobbersensor.JPG|300px|right|thumb|Figur 5: A: To DNA-tråder S1 og S2 bindes sammen ved hjelp av enzyme ligase E47, B: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeforandring]]
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

[[Bilde:kobbersensor2.JPG|200px|left|thumb|Figur 6: Adsorpsjon som en funksjon av kobber og sinkkonsentrasjon]]Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2) (se figur 5). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^{2+}</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^{2+}</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport <ref name="liuli"> Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007 </ref> ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^{2+}</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol).De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^{2+}</math>, Sr<math>^{2+}</math>, Ni<math>^{2+}</math>, Fe<math>^{2+}</math>, Mg<math>^{2+}</math>, Zn<math>^{2+}</math>. Bare Cu<math>^{2+}</math> og Zn<math>^{2+}</math> ga noe som helst utslag, og Zn<math>^{2+}</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner (se figur 6). Forskningsrapporten <ref name="liuli"> </ref> konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

==== Kvikksølvsensor: ====
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^{2+}</math> til løsningen, vil Hg<math>^{2+}</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix (se figur 7). Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^{2+}</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^{2+}</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

[[Bilde:kvikksølv3.JPG|200px|left|thumb|Figur 8: Lineær sammenheng mellom <math>T_M</math> og konsentrasjon av kvikksølv]]
En gruppe forskere har forsket på denne sensoren <ref name="Lee"> </ref>. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^{2+}</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^{2+}</math> (se figur 8). TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.
[[Bilde:kvikksølvsensor.JPG|400px|thumb|center|Figur 7: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeendring ved tilsats av kvikksølvioner]]

=== Detektering av antigener ===
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener<ref name="antigen">Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005</ref>. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 8).

[[Bilde:gen.JPG|350px|left|thumb|Tabell 1: Fem forskjellige oligonukletider]]
[[Bilde:gen2.JPG|300px|center|thumb|Figur 8: Syntese av hybridmolekyler]]

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 9.

[[Bilde:gen3.JPG|300px|center|thumb|Figur 9: Hybridmolekyl med antistoff og antigen]]

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 10). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

[[Bilde:gen4.JPG|400px|center|thumb|Figur 10: Hybridmolekylet blir bundet til en overflate, og det blir laget flere lag med nanopartikler.]]

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 11 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

[[Bilde:gen5.JPG|400px|center|thumb|Figur 11: Histogram over abosbering av elektromagnetisk stråling ved difunksjonelle hybdridmolekyler (svarte søyler) og monofunksjonelle hybridmolekyler (grå søyler).]]

=== Kolorimetrisk pH-meter ===

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008 <ref name="chen"> Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008 </ref>. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle med denne sensoren er at de bruker umodifiserte GNP, dvs at partiklene er bundet til DNA med elektrostastiske krefter, ikke kovalentbindinger, som vi har sett på tidligere. I dette forsøket har partiklene adsorbert et skall av citrat rundt seg, slik at de blir negativt ladede. Slike negativt ladede GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at de binder seg til ssDNA, men ikke dsDNA <ref name="li"> Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004 </ref>. Dette er fordi i dsDNA ligger alle basene inne i dobbelhelixstrukturen, og «viser» dermed bare den negative ladede fosforrygggraden. Vi vil dermed får frastøting mellom dsDNA og GNP. I ssDNA ligger basene like eksponert som fosforgruppene, vi får dermed tiltrekkende krefter mellom DNAet og GNP. I en løsning med ssDNA vil vi altså få hybrid partikler som hindres i å sammenklumpes, mens i en løsning med dsDNA vil vi få sammenklumpede GNP.

I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH-sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø <ref name="phan">Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix</ref> <ref name"jin">Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009
</ref> . Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.
[[Bilde:phmeter.JPG|200px|left|thumb|Figur 11: skjematisk figur av I-motif- DNA.]]

Forsøket <ref name="chen"> </ref> går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten <ref name="chen"> </ref> brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer. <ref name="Liu"> Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007 </ref>

I følge artikkelen <ref name="chen"> </ref> vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.
[[Bilde:phmeter2.JPG|400px|center|thumb|Figur 12: A: skjematisk figur av prosessen med nanopartikler og I-motif DNA, B: fargeendring i pH-området 5.00-8.00]]

== Kilder ==

<references/>

[[Kategori:Prosjekt i Bionanovitenskap]]

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-31T15:54:01Z

Kjetikn: /* Metallnanopartikler og deres egenskaper */

Artikkel fra literaturprosjekt i [[TFY4335 - Bionanovitenskap]] våren 2009. Artikkelen fokuserer på hvordan man kan lage sensorer basert på hybridpartikler av DNA og nanopartikler, og ser på endel applikasjoner av disse sensorene. (NB! Artikkelen er ikke ferdigskrevet ennå!)

== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelses- evne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=== DNA-molekylet og dets egenskaper ===
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggmarg av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin)<ref name="bio">Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006</ref>. To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA streng på under 20 baser kalles et oligonukletid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyrene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten<ref name="spr">A. Pinchuk, U. Kreibig and A. Hilger, Optical properties of metallic nanoparticles: influence of interface effects and interband transitions, 2004</ref>. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbåndet<ref name="spr"></ref>. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, kan man kontrollere sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder for å lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. <ref name="buttner"> ]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006 </ref>
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater<ref name="huo">Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006 </ref> <ref name="petrina"> Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006 </ref>. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

== Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler ==

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider<ref name="konsam">Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005</ref>. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|center|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]

== Applikasjoner ==
=== Metallionsensorer ===
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade <ref name="Lee">Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007 </ref>. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^{2+}</math>), kobber (Cu<math>^{2+}</math>) og kvikksølv (Hg<math>^{2+}</math>). Alle disse tre bruker litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. . I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

==== Blysensor: ====
Blyioner (Pb<math>^{2+}</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer <ref name="liu"> Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004 </ref> <ref name="liu2"> Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004 </ref>. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E) (se figur 4). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner, hvis det skulle være ønskelig.
[[Bilde:bly.jpg|400px|center|thumb|Figur 4 A: Substrattråden 17DS og enzymtråden 17E, vist med RNA-binding, B: Kløyvingen ved hjelp av blyioner, C: Hele prossessen som fører til fargeforandring ved tilsatte blyioner]]

==== Kobbersensor: ====
[[Bilde:kobbersensor.JPG|300px|right|thumb|Figur 5: A: To DNA-tråder S1 og S2 bindes sammen ved hjelp av enzyme ligase E47, B: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeforandring]]
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

[[Bilde:kobbersensor2.JPG|200px|left|thumb|Figur 6: Adsorpsjon som en funksjon av kobber og sinkkonsentrasjon]]Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2) (se figur 5). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^{2+}</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^{2+}</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport <ref name="liuli"> Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007 </ref> ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^{2+}</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol).De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^{2+}</math>, Sr<math>^{2+}</math>, Ni<math>^{2+}</math>, Fe<math>^{2+}</math>, Mg<math>^{2+}</math>, Zn<math>^{2+}</math>. Bare Cu<math>^{2+}</math> og Zn<math>^{2+}</math> ga noe som helst utslag, og Zn<math>^{2+}</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner (se figur 6). Forskningsrapporten <ref name="liuli"> </ref> konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

==== Kvikksølvsensor: ====
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^{2+}</math> til løsningen, vil Hg<math>^{2+}</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix (se figur 7). Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^{2+}</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^{2+}</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

[[Bilde:kvikksølv3.JPG|200px|left|thumb|Figur 8: Lineær sammenheng mellom <math>T_M</math> og konsentrasjon av kvikksølv]]
En gruppe forskere har forsket på denne sensoren <ref name="Lee"> </ref>. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^{2+}</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^{2+}</math> (se figur 8). TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.
[[Bilde:kvikksølvsensor.JPG|400px|thumb|center|Figur 7: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeendring ved tilsats av kvikksølvioner]]

=== Detektering av antigener ===
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener<ref name="antigen">Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005</ref>. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 8).

[[Bilde:gen.JPG|350px|left|thumb|Tabell 1: Fem forskjellige oligonukletider]]
[[Bilde:gen2.JPG|300px|center|thumb|Figur 8: Syntese av hybridmolekyler]]

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 9.

[[Bilde:gen3.JPG|300px|center|thumb|Figur 9: Hybridmolekyl med antistoff og antigen]]

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 10). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

[[Bilde:gen4.JPG|400px|center|thumb|Figur 10: Hybridmolekylet blir bundet til en overflate, og det blir laget flere lag med nanopartikler.]]

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 11 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

[[Bilde:gen5.JPG|400px|center|thumb|Figur 11: Histogram over abosbering av elektromagnetisk stråling ved difunksjonelle hybdridmolekyler (svarte søyler) og monofunksjonelle hybridmolekyler (grå søyler).]]

=== Kolorimetrisk pH-meter ===

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008 <ref name="chen"> Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008 </ref>. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle med denne sensoren er at de bruker umodifiserte GNP, dvs at partiklene er bundet til DNA med elektrostastiske krefter, ikke kovalentbindinger, som vi har sett på tidligere. I dette forsøket har partiklene adsorbert et skall av citrat rundt seg, slik at de blir negativt ladede. Slike negativt ladede GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at de binder seg til ssDNA, men ikke dsDNA <ref name="li"> Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004 </ref>. Dette er fordi i dsDNA ligger alle basene inne i dobbelhelixstrukturen, og «viser» dermed bare den negative ladede fosforrygggraden. Vi vil dermed får frastøting mellom dsDNA og GNP. I ssDNA ligger basene like eksponert som fosforgruppene, vi får dermed tiltrekkende krefter mellom DNAet og GNP. I en løsning med ssDNA vil vi altså få hybrid partikler som hindres i å sammenklumpes, mens i en løsning med dsDNA vil vi få sammenklumpede GNP.

I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH-sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø <ref name="phan">Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix</ref> <ref name"jin">Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009
</ref> . Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.
[[Bilde:phmeter.JPG|200px|left|thumb|Figur 11: skjematisk figur av I-motif- DNA.]]

Forsøket <ref name="chen"> </ref> går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten <ref name="chen"> </ref> brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer. <ref name="Liu"> Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007 </ref>

I følge artikkelen <ref name="chen"> </ref> vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.
[[Bilde:phmeter2.JPG|400px|center|thumb|Figur 12: A: skjematisk figur av prosessen med nanopartikler og I-motif DNA, B: fargeendring i pH-området 5.00-8.00]]

== Kilder ==

<references/>

[[Kategori:Prosjekt i Bionanovitenskap]]

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-31T15:51:28Z

Kjetikn: /* Metallnanopartikler og deres egenskaper */

Artikkel fra literaturprosjekt i [[TFY4335 - Bionanovitenskap]] våren 2009. Artikkelen fokuserer på hvordan man kan lage sensorer basert på hybridpartikler av DNA og nanopartikler, og ser på endel applikasjoner av disse sensorene. (NB! Artikkelen er ikke ferdigskrevet ennå!)

== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelses- evne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=== DNA-molekylet og dets egenskaper ===
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggmarg av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin)<ref name="bio">Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006</ref>. To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA streng på under 20 baser kalles et oligonukletid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyrene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten<ref name="spr">A. Pinchuk, U. Kreibig and A. Hilger, Optical properties of metallic nanoparticles: influence of interface effects and interband transitions, 2004</ref>. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbånde. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, kan man kontrollere sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder for å lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. <ref name="buttner"> ]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006 </ref>
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater<ref name="huo">Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006 </ref> <ref name="petrina"> Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006 </ref>. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

== Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler ==

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider<ref name="konsam">Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005</ref>. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|center|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]

== Applikasjoner ==
=== Metallionsensorer ===
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade <ref name="Lee">Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007 </ref>. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^{2+}</math>), kobber (Cu<math>^{2+}</math>) og kvikksølv (Hg<math>^{2+}</math>). Alle disse tre bruker litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. . I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

==== Blysensor: ====
Blyioner (Pb<math>^{2+}</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer <ref name="liu"> Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004 </ref> <ref name="liu2"> Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004 </ref>. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E) (se figur 4). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner, hvis det skulle være ønskelig.
[[Bilde:blysensor.JPG|400px|center|thumb|Figur 4 A: Substrattråden 17DS og enzymtråden 17E, vist med RNA-binding, B: Kløyvingen ved hjelp av blyioner, C: Hele prossessen som fører til fargeforandring ved tilsatte blyioner]]

==== Kobbersensor: ====
[[Bilde:kobbersensor.JPG|300px|right|thumb|Figur 5: A: To DNA-tråder S1 og S2 bindes sammen ved hjelp av enzyme ligase E47, B: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeforandring]]
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

[[Bilde:kobbersensor2.JPG|200px|left|thumb|Figur 6: Adsorpsjon som en funksjon av kobber og sinkkonsentrasjon]]Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2) (se figur 5). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^{2+}</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^{2+}</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport <ref name="liuli"> Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007 </ref> ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^{2+}</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol).De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^{2+}</math>, Sr<math>^{2+}</math>, Ni<math>^{2+}</math>, Fe<math>^{2+}</math>, Mg<math>^{2+}</math>, Zn<math>^{2+}</math>. Bare Cu<math>^{2+}</math> og Zn<math>^{2+}</math> ga noe som helst utslag, og Zn<math>^{2+}</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner (se figur 6). Forskningsrapporten <ref name="liuli"> </ref> konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

==== Kvikksølvsensor: ====
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^{2+}</math> til løsningen, vil Hg<math>^{2+}</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix (se figur 7). Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^{2+}</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^{2+}</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

[[Bilde:kvikksølv3.JPG|200px|left|thumb|Figur 8: Lineær sammenheng mellom <math>T_M</math> og konsentrasjon av kvikksølv]]
En gruppe forskere har forsket på denne sensoren <ref name="Lee"> </ref>. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^{2+}</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^{2+}</math> (se figur 8). TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.
[[Bilde:kvikksølvsensor.JPG|400px|thumb|center|Figur 7: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeendring ved tilsats av kvikksølvioner]]

=== Detektering av antigener ===
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener<ref name="antigen">Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005</ref>. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 8).

[[Bilde:gen.JPG|350px|left|thumb|Tabell 1: Fem forskjellige oligonukletider]]
[[Bilde:gen2.JPG|300px|center|thumb|Figur 8: Syntese av hybridmolekyler]]

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 9.

[[Bilde:gen3.JPG|300px|center|thumb|Figur 9: Hybridmolekyl med antistoff og antigen]]

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 10). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

[[Bilde:gen4.JPG|400px|center|thumb|Figur 10: Hybridmolekylet blir bundet til en overflate, og det blir laget flere lag med nanopartikler.]]

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 11 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

[[Bilde:gen5.JPG|400px|center|thumb|Figur 11: Histogram over abosbering av elektromagnetisk stråling ved difunksjonelle hybdridmolekyler (svarte søyler) og monofunksjonelle hybridmolekyler (grå søyler).]]

=== Kolorimetrisk pH-meter ===

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008 <ref name="chen"> Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008 </ref>. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle med denne sensoren er at de bruker umodifiserte GNP, dvs at partiklene er bundet til DNA med elektrostastiske krefter, ikke kovalentbindinger, som vi har sett på tidligere. I dette forsøket har partiklene adsorbert et skall av citrat rundt seg, slik at de blir negativt ladede. Slike negativt ladede GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at de binder seg til ssDNA, men ikke dsDNA <ref name="li"> Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004 </ref>. Dette er fordi i dsDNA ligger alle basene inne i dobbelhelixstrukturen, og «viser» dermed bare den negative ladede fosforrygggraden. Vi vil dermed får frastøting mellom dsDNA og GNP. I ssDNA ligger basene like eksponert som fosforgruppene, vi får dermed tiltrekkende krefter mellom DNAet og GNP. I en løsning med ssDNA vil vi altså få hybrid partikler som hindres i å sammenklumpes, mens i en løsning med dsDNA vil vi få sammenklumpede GNP.

I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH-sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø <ref name="phan">Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix</ref> <ref name"jin">Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009
</ref> . Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.
[[Bilde:phmeter.JPG|200px|left|thumb|Figur 11: skjematisk figur av I-motif- DNA.]]

Forsøket <ref name="chen"> </ref> går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten <ref name="chen"> </ref> brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer. <ref name="Liu"> Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007 </ref>

I følge artikkelen <ref name="chen"> </ref> vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.
[[Bilde:phmeter2.JPG|400px|center|thumb|Figur 12: A: skjematisk figur av prosessen med nanopartikler og I-motif DNA, B: fargeendring i pH-området 5.00-8.00]]

==Kilder==

[1]Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005

[2]Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006

[3]Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005

[4]Pompi Hazarika, Tatiana Giorgi, Martina Reibner, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Synthesis and Characterization of Deoxyribonucleic, 2004

== Kilder ==

<references/>

[[Kategori:Prosjekt i Bionanovitenskap]]

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-31T15:37:37Z

Kjetikn: /* Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler */

Artikkel fra literaturprosjekt i [[TFY4335 - Bionanovitenskap]] våren 2009. Artikkelen fokuserer på hvordan man kan lage sensorer basert på hybridpartikler av DNA og nanopartikler, og ser på endel applikasjoner av disse sensorene. (NB! Artikkelen er ikke ferdigskrevet ennå!)

== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelses- evne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=== DNA-molekylet og dets egenskaper ===
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggmarg av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin)<ref name="bio">Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006</ref>. To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA streng på under 20 baser kalles et oligonukletid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyrene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbånde. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, kan man kontrollere sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder for å lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. <ref name="buttner"> ]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006 </ref>
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater<ref name="huo">Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006 </ref> <ref name="petrina"> Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006 </ref>. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

== Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler ==

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider<ref name="konsam">Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005</ref>. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|center|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]

== Applikasjoner ==
=== Metallionsensorer ===
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade <ref name="Lee">Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007 </ref>. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^{2+}</math>), kobber (Cu<math>^{2+}</math>) og kvikksølv (Hg<math>^{2+}</math>). Alle disse tre bruker litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. . I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

==== Blysensor: ====
Blyioner (Pb<math>^{2+}</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer <ref name="liu"> Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004 </ref> <ref name="liu2"> Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004 </ref>. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E) (se figur 4). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner, hvis det skulle være ønskelig.
[[Bilde:blysensor.JPG|400px|center|thumb|Figur 4 A: Substrattråden 17DS og enzymtråden 17E, vist med RNA-binding, B: Kløyvingen ved hjelp av blyioner, C: Hele prossessen som fører til fargeforandring ved tilsatte blyioner]]

==== Kobbersensor: ====
[[Bilde:kobbersensor.JPG|300px|right|thumb|Figur 5: A: To DNA-tråder S1 og S2 bindes sammen ved hjelp av enzyme ligase E47, B: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeforandring]]
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

[[Bilde:kobbersensor2.JPG|200px|left|thumb|Figur 6: Adsorpsjon som en funksjon av kobber og sinkkonsentrasjon]]Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2) (se figur 5). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^{2+}</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^{2+}</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport <ref name="liuli"> Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007 </ref> ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^{2+}</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol).De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^{2+}</math>, Sr<math>^{2+}</math>, Ni<math>^{2+}</math>, Fe<math>^{2+}</math>, Mg<math>^{2+}</math>, Zn<math>^{2+}</math>. Bare Cu<math>^{2+}</math> og Zn<math>^{2+}</math> ga noe som helst utslag, og Zn<math>^{2+}</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner (se figur 6). Forskningsrapporten <ref name="liuli"> </ref> konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

==== Kvikksølvsensor: ====
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^{2+}</math> til løsningen, vil Hg<math>^{2+}</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix (se figur 7). Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^{2+}</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^{2+}</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

[[Bilde:kvikksølv3.JPG|200px|left|thumb|Figur 8: Lineær sammenheng mellom <math>T_M</math> og konsentrasjon av kvikksølv]]
En gruppe forskere har forsket på denne sensoren <ref name="Lee"> </ref>. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^{2+}</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^{2+}</math> (se figur 8). TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.
[[Bilde:kvikksølvsensor.JPG|400px|thumb|center|Figur 7: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeendring ved tilsats av kvikksølvioner]]

=== Detektering av antigener ===
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener<ref name="antigen">Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005</ref>. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 8).
[[Bilde:gen.JPG|350px|left|thumb|Tabell 1: Fem forskjellige oligonukletider]]
[[Bilde:gen2.JPG|300px|center|thumb|Figur 8: Syntese av hybridmolekyler]]

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 9.
[[Bilde:gen3.JPG|300px|center|thumb|Figur 9: Hybridmolekyl med antistoff og antigen]]

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 10). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.
[[Bilde:gen4.JPG|400px|center|thumb|Figur 10: Hybridmolekylet blir bundet til en overflate, og det blir laget flere lag med nanopartikler.]]

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 11 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.
[[Bilde:gen5.JPG|400px|center|thumb|Figur 11: Histogram over abosbering av elektromagnetisk stråling ved difunksjonelle hybdridmolekyler (svarte søyler) og monofunksjonelle hybridmolekyler (grå søyler).]]

=== Kolorimetrisk pH-meter ===

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008 <ref name="chen"> Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008 </ref>. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle med denne sensoren er at de bruker umodifiserte GNP, dvs at partiklene er bundet til DNA med elektrostastiske krefter, ikke kovalentbindinger, som vi har sett på tidligere. I dette forsøket har partiklene adsorbert et skall av citrat rundt seg, slik at de blir negativt ladede. Slike negativt ladede GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at de binder seg til ssDNA, men ikke dsDNA <ref name="li"> Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004 </ref>. Dette er fordi i dsDNA ligger alle basene inne i dobbelhelixstrukturen, og «viser» dermed bare den negative ladede fosforrygggraden. Vi vil dermed får frastøting mellom dsDNA og GNP. I ssDNA ligger basene like eksponert som fosforgruppene, vi får dermed tiltrekkende krefter mellom DNAet og GNP. I en løsning med ssDNA vil vi altså få hybrid partikler som hindres i å sammenklumpes, mens i en løsning med dsDNA vil vi få sammenklumpede GNP.

I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH-sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø <ref name="phan">Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix</ref> <ref name"jin">Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009
</ref> . Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.
[[Bilde:phmeter.JPG|200px|left|thumb|Figur 9: skjematisk figur av I-motif- DNA.]]

Forsøket <ref name="chen"> </ref> går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten <ref name="chen"> </ref> brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer. <ref name="Liu"> Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007 </ref>

I følge artikkelen <ref name="chen"> </ref> vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.
[[Bilde:phmeter2.JPG|400px|center|thumb|Figur 8: A: skjematisk figur av prosessen med nanopartikler og I-motif DNA, B: fargeendring i pH-området 5.00-8.00]]

==Kilder==

[1]Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005

[2]Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006

[3]Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005

[4]Pompi Hazarika, Tatiana Giorgi, Martina Reibner, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Synthesis and Characterization of Deoxyribonucleic, 2004

== Kilder ==

<references/>

[[Kategori:Prosjekt i Bionanovitenskap]]

Hovedekskursjon 2010

2009-03-31T15:32:51Z

Kjetikn: /* Tidsplan */

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-31T15:25:36Z

Kjetikn: /* Detektering av antigener */

Artikkel fra literaturprosjekt i [[TFY4335 - Bionanovitenskap]] våren 2009. Artikkelen fokuserer på hvordan man kan lage sensorer basert på hybridpartikler av DNA og nanopartikler, og ser på endel applikasjoner av disse sensorene. (NB! Artikkelen er ikke ferdigskrevet ennå!)

== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelses- evne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=== DNA-molekylet og dets egenskaper ===
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggmarg av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin)<ref name="bio">Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006</ref>. To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA streng på under 20 baser kalles et oligonukletid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyrene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbånde. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, kan man kontrollere sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder for å lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. <ref name="buttner"> ]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006 </ref>
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater<ref name="huo">Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006 </ref> <ref name="petrina"> Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006 </ref>. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

== Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler ==

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|center|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]

== Applikasjoner ==
=== Metallionsensorer ===
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade <ref name="Lee">Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007 </ref>. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^{2+}</math>), kobber (Cu<math>^{2+}</math>) og kvikksølv (Hg<math>^{2+}</math>). Alle disse tre bruker litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. . I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

==== Blysensor: ====
Blyioner (Pb<math>^{2+}</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer <ref name="liu"> Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004 </ref> <ref name="liu2"> Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004 </ref>. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E) (se figur 4). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner, hvis det skulle være ønskelig.
[[Bilde:blysensor.JPG|400px|center|thumb|Figur 4 A: Substrattråden 17DS og enzymtråden 17E, vist med RNA-binding, B: Kløyvingen ved hjelp av blyioner, C: Hele prossessen som fører til fargeforandring ved tilsatte blyioner]]

==== Kobbersensor: ====
[[Bilde:kobbersensor.JPG|300px|right|thumb|Figur 5: A: To DNA-tråder S1 og S2 bindes sammen ved hjelp av enzyme ligase E47, B: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeforandring]]
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

[[Bilde:kobbersensor2.JPG|200px|left|thumb|Figur 6: Adsorpsjon som en funksjon av kobber og sinkkonsentrasjon]]Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2) (se figur 5). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^{2+}</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^{2+}</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport <ref name="liuli"> Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007 </ref> ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^{2+}</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol).De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^{2+}</math>, Sr<math>^{2+}</math>, Ni<math>^{2+}</math>, Fe<math>^{2+}</math>, Mg<math>^{2+}</math>, Zn<math>^{2+}</math>. Bare Cu<math>^{2+}</math> og Zn<math>^{2+}</math> ga noe som helst utslag, og Zn<math>^{2+}</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner (se figur 6). Forskningsrapporten <ref name="liuli"> </ref> konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

==== Kvikksølvsensor: ====
[[Bilde:kvikksølvsensor.JPG|400px|thumb|left|Figur 7: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeendring ved tilsats av kvikksølvioner]]
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^{2+}</math> til løsningen, vil Hg<math>^{2+}</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix (se figur 7). Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^{2+}</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^{2+}</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

[[Bilde:kvikksølv3.JPG|200px|left|thumb|Figur 8: Lineær sammenheng mellom <math>T_M</math> og konsentrasjon av kvikksølv]]
En gruppe forskere har forsket på denne sensoren <ref name="Lee"> </ref>. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^{2+}</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^{2+}</math> (se figur 8). TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.

=== Detektering av antigener ===
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener<ref name="antigen">Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005</ref>. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 4).

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 5.

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 6). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 7 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

=== Kolorimetrisk pH-meter ===

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008 <ref name="chen"> Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008 </ref>. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle med denne sensoren er at de bruker umodifiserte GNP, dvs at partiklene er bundet til DNA med elektrostastiske krefter, ikke kovalentbindinger, som vi har sett på tidligere. I dette forsøket har partiklene adsorbert et skall av citrat rundt seg, slik at de blir negativt ladede. Slike negativt ladede GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at de binder seg til ssDNA, men ikke dsDNA <ref name="li"> Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004 </ref>. Dette er fordi i dsDNA ligger alle basene inne i dobbelhelixstrukturen, og «viser» dermed bare den negative ladede fosforrygggraden. Vi vil dermed får frastøting mellom dsDNA og GNP. I ssDNA ligger basene like eksponert som fosforgruppene, vi får dermed tiltrekkende krefter mellom DNAet og GNP. I en løsning med ssDNA vil vi altså få hybrid partikler som hindres i å sammenklumpes, mens i en løsning med dsDNA vil vi få sammenklumpede GNP.

I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH-sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø <ref name="phan">Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix</ref> <ref name"jin">Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009
</ref> . Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.
[[Bilde:phmeter.JPG|200px|left|thumb|Figur 9: skjematisk figur av I-motif- DNA.]]

Forsøket <ref name="chen"> </ref> går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten <ref name="chen"> </ref> brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer. <ref name="Liu"> Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007 </ref>

I følge artikkelen <ref name="chen"> </ref> vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.
[[Bilde:phmeter2.JPG|400px|center|thumb|Figur 8: A: skjematisk figur av prosessen med nanopartikler og I-motif DNA, B: fargeendring i pH-området 5.00-8.00]]

==Kilder==

[1]Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005

[2]Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006

[3]Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005

[4]Pompi Hazarika, Tatiana Giorgi, Martina Reibner, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Synthesis and Characterization of Deoxyribonucleic, 2004

== Kilder ==

<references/>

[[Kategori:Prosjekt i Bionanovitenskap]]

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-31T15:17:34Z

Kjetikn: /* DNA-molekylet og dets egenskaper */

Artikkel fra literaturprosjekt i [[TFY4335 - Bionanovitenskap]] våren 2009. Artikkelen fokuserer på hvordan man kan lage sensorer basert på hybridpartikler av DNA og nanopartikler, og ser på endel applikasjoner av disse sensorene. (NB! Artikkelen er ikke ferdigskrevet ennå!)

== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelses- evne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=== DNA-molekylet og dets egenskaper ===
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggmarg av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin)<ref name="bio">Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006</ref>. To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA streng på under 20 baser kalles et oligonukletid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyrene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbånde. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, kan man kontrollere sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder for å lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. <ref name="buttner"> ]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006 </ref>
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater<ref name="huo">Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006 </ref> <ref name="petrina"> Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006 </ref>. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

== Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler ==

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|center|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]

== Applikasjoner ==
=== Metallionsensorer ===
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade <ref name="Lee">Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007 </ref>. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^{2+}</math>), kobber (Cu<math>^{2+}</math>) og kvikksølv (Hg<math>^{2+}</math>). Alle disse tre bruker litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. . I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

==== Blysensor: ====
Blyioner (Pb<math>^{2+}</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer <ref name="liu"> Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004 </ref> <ref name="liu2"> Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004 </ref>. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E) (se figur 4). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner, hvis det skulle være ønskelig.
[[Bilde:blysensor.JPG|400px|center|thumb|Figur 4 A: Substrattråden 17DS og enzymtråden 17E, vist med RNA-binding, B: Kløyvingen ved hjelp av blyioner, C: Hele prossessen som fører til fargeforandring ved tilsatte blyioner]]

==== Kobbersensor: ====
[[Bilde:kobbersensor.JPG|300px|right|thumb|Figur 5: A: To DNA-tråder S1 og S2 bindes sammen ved hjelp av enzyme ligase E47, B: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeforandring]]
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

[[Bilde:kobbersensor2.JPG|200px|left|thumb|Figur 6: Adsorpsjon som en funksjon av kobber og sinkkonsentrasjon]]Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2) (se figur 5). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^{2+}</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^{2+}</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport <ref name="liuli"> Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007 </ref> ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^{2+}</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol).De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^{2+}</math>, Sr<math>^{2+}</math>, Ni<math>^{2+}</math>, Fe<math>^{2+}</math>, Mg<math>^{2+}</math>, Zn<math>^{2+}</math>. Bare Cu<math>^{2+}</math> og Zn<math>^{2+}</math> ga noe som helst utslag, og Zn<math>^{2+}</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner (se figur 6). Forskningsrapporten <ref name="liuli"> </ref> konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

==== Kvikksølvsensor: ====
[[Bilde:kvikksølvsensor.JPG|400px|thumb|left|Figur 7: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeendring ved tilsats av kvikksølvioner]]
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^{2+}</math> til løsningen, vil Hg<math>^{2+}</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix (se figur 7). Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^{2+}</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^{2+}</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

[[Bilde:kvikksølv3.JPG|200px|left|thumb|Figur 8: Lineær sammenheng mellom <math>T_M</math> og konsentrasjon av kvikksølv]]
En gruppe forskere har forsket på denne sensoren <ref name="Lee"> </ref>. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^{2+}</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^{2+}</math> (se figur 8). TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.

=== Detektering av antigener ===
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 4).

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 5.

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 6). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 7 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

=== Kolorimetrisk pH-meter ===

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008 <ref name="chen"> Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008 </ref>. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle med denne sensoren er at de bruker umodifiserte GNP, dvs at partiklene er bundet til DNA med elektrostastiske krefter, ikke kovalentbindinger, som vi har sett på tidligere. I dette forsøket har partiklene adsorbert et skall av citrat rundt seg, slik at de blir negativt ladede. Slike negativt ladede GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at de binder seg til ssDNA, men ikke dsDNA <ref name="li"> Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004 </ref>. Dette er fordi i dsDNA ligger alle basene inne i dobbelhelixstrukturen, og «viser» dermed bare den negative ladede fosforrygggraden. Vi vil dermed får frastøting mellom dsDNA og GNP. I ssDNA ligger basene like eksponert som fosforgruppene, vi får dermed tiltrekkende krefter mellom DNAet og GNP. I en løsning med ssDNA vil vi altså få hybrid partikler som hindres i å sammenklumpes, mens i en løsning med dsDNA vil vi få sammenklumpede GNP.

I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH-sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø <ref name="phan">Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix</ref> <ref name"jin">Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009
</ref> . Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.

Forsøket <ref name="chen"> </ref> går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten <ref name="chen"> </ref> brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer. <ref name="Liu"> Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007 </ref>

I følge artikkelen <ref name="chen"> </ref> vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.

==Kilder==

[1]Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005

[2]Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006

[3]Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005

[4]Pompi Hazarika, Tatiana Giorgi, Martina Reibner, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Synthesis and Characterization of Deoxyribonucleic, 2004

== Kilder ==

<references/>

[[Kategori:Prosjekt i Bionanovitenskap]]

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-18T18:34:04Z

Kjetikn: /* Innledning */

=Innledning=
(NB! Artikkelen er ikke ferdigskrevet ennå!)

I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelses- evne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=DNA-molekylet og dets egenskaper=
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggmarg av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin). To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA streng på under 20 baser kalles et oligonukletid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyrene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=Metallnanopartikler og deres egenskaper=
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbånde. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler=
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, åpner det for muligheten til å sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. [8]
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater [6,7]. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

=Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler=

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|right|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]
Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.

=Metallionsensorer=
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^2+</math>), kobber (Cu<math>^2+</math>) og kvikksølv (Hg<math>^2+</math>). Alle disse tre brukerr litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

===Blysensor:===
Blyioner (Pb<math>^2+</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner.
[[Bilde:blysensor.JPG|400px|center|thumb|A: Substrattråden 17DS og enzymtråden 17E, vist med RNA-binding, B: Kløyvingen ved hjelp av blyioner, C: Hele prossessen som fører til fargeforandring ved tilsatte blyioner]]

===Kobbersensor:===
[[Bilde:kobbersensor.JPG|300px|right|thumb|A: To DNA-tråder S1 og S2 bindes sammen ved hjelp av enzyme ligase E47, B: Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeforandring]]
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

[[Bilde:kobbersensor2.JPG|200px|left|thumb|Adsorpsjon som en funksjon av kobber og sinkkonsentrasjon]]Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^2+</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^2+</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^2+</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol).De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^2+</math>, Sr<math>^2+</math>, Ni<math>^2+</math>, Fe<math>^2+</math>, Mg<math>^2+</math>, Zn<math>^2+</math>. Bare Cu<math>^2+</math> og Zn2+ ga noe som helst utslag, og Zn<math>^2+</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner. Forskningsrapporten konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

===Kvikksølvsensor:===
[[Bilde:kvikksølvsensor.JPG|400px|thumb|left|Skjematisk bilde av prosessen som fører til fargeendring ved tilsats av kvikksølvioner]]
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^2+</math> til løsningen, vil Hg<math>^2+</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix. Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^2+</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^2+</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

[[Bilde:kvikksølv3.JPG|200px|left|thumb|Lineær sammenheng mellom <math>T_M</math> og konsentrasjon av kvikksølv]]
En gruppe forskere har forsket på denne sensoren. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^2+</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^2+</math>. TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.

=Detektering av antigener=
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 4).

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 5.

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 6). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 7 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

==Kolorimetrisk pH-meter==

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle ved denne senoren er at den bruker umodifiserte gullnanopartikler, i motsetning til det vi har sett på tidligere. Umodifiserte GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at GNP binder seg til ssDNA, og dermed hindrer aggregering. I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø. Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.

Forsøket går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer.

I følge artikkelen vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.

==Kilder==

[1]Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005

[2]Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006

[3]Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005

[4]Pompi Hazarika, Tatiana Giorgi, Martina Reibner, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Synthesis and Characterization of Deoxyribonucleic, 2004

[5]Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006

[6]Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006

[7]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006

[8]Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004

[9]Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004

[10]Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007

[11]Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007

[12]Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008

[13]Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007

[14]Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix

[15]Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009

[16]Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004

DNAsensorer med biofunksjonaliserte gull nanopartikler

2009-03-16T09:31:17Z

Kjetikn: DNAsensorer med biofunksjonaliserte gull nanopartikler flyttet til Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

#REDIRECT [[Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler]]

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-16T09:31:17Z

Kjetikn: DNAsensorer med biofunksjonaliserte gull nanopartikler flyttet til Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

=Innledning=
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelses- evne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=DNA-molekylet og dets egenskaper=
[[Bilde:dna1.jpg|350px|thumb|right|FIGUR 1: Et DNA-molekyl består av to sammenbundede strenger av nukleotider. Et nukleotid består av en nitrogenholdig base,sukker (D-ribose eller 2-deoxy-D-ribose) og en fosfatgruppe.]]
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggmarg av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin). To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA streng på under 20 baser kalles et oligonukletid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen.

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyrene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=Metallnanopartikler og deres egenskaper=
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbånde. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler=
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, åpner det for muligheten til å sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd<math>^{2+}</math> rike CdS-partikler. Dette kalles ofte umodifiserte GNP, siden man ikke trenger å gjøre noe med selve partikkelen.

Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. [8]
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater [6,7]. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

=Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler=

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg|500px|thumb|center|FIGUR 2: Sammenklumping av DNA-gullnanopartikler ved tilsetting av target DNA.]]

[[Bilde:dna3.jpg|400px|thumb|right|FIGUR 3: Satellittsystem av gullnanopartikler med forskjellig størrelse.]]
Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.

=Metallionsensorer=
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb<math>^2+</math>), kobber (Cu<math>^2+</math>) og kvikksølv (Hg<math>^2+</math>). Alle disse tre brukerr litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

===Blysensor:===
Blyioner (Pb<math>^2+</math>) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner.

===Kobbersensor:===
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu<math>^2+</math>) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu<math>^2+</math> og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu<math>^2+</math> får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu<math>^2+</math> i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol). De testet også andre lignende metallioner som Ba<math>^2+</math>, Sr<math>^2+</math>, Ni<math>^2+</math>, Fe<math>^2+</math>, Mg<math>^2+</math>, Zn<math>^2+</math>. Bare Cu<math>^2+</math> og Zn2+ ga noe som helst utslag, og Zn<math>^2+</math> ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner. Forskningsrapporten konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

===Kvikksølvsensor:===
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg<math>^2+</math> til løsningen, vil Hg<math>^2+</math> virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix. Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg<math>^2+</math> vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg<math>^2+</math> og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

En gruppe forskere har forsket på denne sensoren. Uten Hg<math>^2+</math> smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg<math>^2+</math> får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg<math>^2+</math>. TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.

=Detektering av antigener=
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 4).

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 5.

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 6). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 7 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

==Kolorimetrisk pH-meter==

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle ved denne senoren er at den bruker umodifiserte gullnanopartikler, i motsetning til det vi har sett på tidligere. Umodifiserte GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at GNP binder seg til ssDNA, og dermed hindrer aggregering. I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø. Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.

Forsøket går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer.

I følge artikkelen vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.

==Kilder==

[1]Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005

[2]Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006

[3]Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005

[4]Pompi Hazarika, Tatiana Giorgi, Martina Reibner, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Synthesis and Characterization of Deoxyribonucleic, 2004

[5]Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006

[6]Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006

[7]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006

[8]Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004

[9]Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004

[10]Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007

[11]Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007

[12]Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008

[13]Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007

[14]Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix

[15]Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009

[16]Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-16T09:30:43Z

Kjetikn:

Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler

2009-03-15T19:26:18Z

Kjetikn: /* Kolorimetrisk pH-meter */

=Innledning=
I tillegg til inhibitor- og katalysatoregenskaper, har biomaterialer en unik gjenkjennelses- evne som viser seg blant annet i vekselvirkningen mellom antigen og antistoff, og mellom komplementære nukleinsyrer. Nanopartikler av metaller og halvledere har på den annen side elektroniske, optiske og kjemiske egenskaper som skiller seg fra partikler i bulk. Ved å kombinere egenskapene til biomaterialer og nanopartikler i spesielle hybridpartikler, er det mulig å å finne, organisere og montere nanokomponenter etter bottom-up-prinsippet. Denne artikkelen fokuserer på sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - teknologi som vil bli viktig i alt fra medisin og genforskning til metalldetektering.

=DNA-molekylet og dets egenskaper=
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er et molekyl – eller rettere sagt et dobbeltmolekyl - som inneholder kroppens arvemateriale. En enkeltstreng av DNA (ssDNA) består av en ryggmarg av sukker- og fosfatgrupper, kodet med fire forskjellige nitrogenholdige baser (Adenin, Tymin, Guanin og Cytosin). To og to av disse basene er komplementære, noe som betyr at A kun kan danne binding med T, og at C kun kan binde seg til G. Dobbeltsttrenget DNA – dsDNA - består av to komplementære DNA-strenger som er bundet sammen i en spiralform; en såkalt dobbelhelix. En DNA streng på under 20 baser kalles et oligonukletid. Rekkefølgen til basene fungerer som en oppskrift for å bygge opp proteiner, og oppskriften på ett protein kalles et gen. [[Bilde:dna1.jpg]]

DNA-molekylet er svært stabilt siden strengene holdes sammen av hydrogenbindinger mellom komplementære baser; to og tre hydrogenbindinger mellom henholvsvis A-T og C-G. Det er denne stabiliteten samt selektiviteten i reaksjonsmønsteret til basene vi ønsker å utnytte. Ved å utstyre nanopartikler med ssDNA, kan vi utnytte DNA-ets tendens til å binde seg til komplementære strenger, og skape selvorganisering av nanopartikler. Med moderne bioteknologi har vi god kontroll over syntetiseringen av DNA-strenger. Lett tilgjengelige kjemiske og biologiske midler gjør det mulig å kontrollere både lengde og sammensetning til nukleinsyrene. De kan også lett kopieres, og spesielle enzymer kan brukes for å katalysere manipuleringen. I kroppen brukes også DNA som katalysatorer av diverse reaksjoner. Denne typen DNA kaller vi DNAzymes. DNAzymes har en enorm gjenkjennelsesevne, som vi kan dra nytte av til å manipulere spesifikke reaksjoner.

=Metallnanopartikler og deres egenskaper=
Metallnanopartikler og nanopartikler generelt skiller seg fra partikler i bulk ved at de har andre kjemiske, elektriske og optiske egenskaper. For eksempel har nanopartikler andre løselighetsegenskaper følge av at andelen overflatemolekyler er større enn for partikler i bulk, mens inaktive metaller som gull blir halvledere med katalysatoregenskaper grunnet en redusering i tilstandstettheten. Det er imidlertid først og fremst de endrede optiske egenskapene vi er interessert i når vi skal utvikle sensorer basert på nanopartikler. Nanopartikler har en annen farge enn partikler i bulk som følge av en effekt som kalles overflateplasmonresonans (surface plasmon resonance; SPR). Når partikler blir mye mindre enn lysets bølgelengde, vil lyset føre til en koherent oscillering av elektronene i konduksjonsbånde. noe som fører til endringer i absorpsjonsspekteret. For gull fører dette til en fargeforandring fra gull til rødt, via blått og lilla. De optiske egenskapene til nettverket bestemmes i stor grad av lengden på DNA-oligonukleotidene som forbinder nanopartiklene. Denne lengden bestemmer ikke bare avstanden mellom partiklene, men også aggregeringshastigheten, og dermed antall nanopartikler per aggregat. At fargen til nanopartikler avhenger av avstanden mellom dem, åpner mulighetene for kolorimetriske sensorer basert på sammenklumping. Siden vi kan kontrollere størrelsen til nanopartikler, kan vi også bestemme hvordan partiklene skal fungere som sensorer.

=Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler=
Siden vi er i stand til å kontrollere både lengden og sammensetningen til nukleinsyrer, åpner det for muligheten til å sammenklumpingen av nanopartikler ved å utstyre de med DNA-strenger. På den måten kan vi bestemme både avstanden mellom partiklene og hvordan de er ordnet i rommet. Lange oligonukleider fungerer som støpeformer, og kan ta imot nanopartikler med komplementære basepar der vi ønsker å plassere dem.

Det finnes flere forskjellige metoder lage DNA-nanopartikkel-hybrider. De simpleste metodene baserer seg på adsorpsjon av funksjonelle grupper på overflaten av partiklene. Da kan man for eksemple bruke elektrostatiske krefter for å binde de to sammen. Negativt ladet DNA vil for eksempel binde seg til postivt ladede partikler, som Cd2+ rike CdS-partikler. Man kan også bruke thiolfunksjonaliserte molekyler. Thiol vil adsoberes på metalloverflater, og lage kovalente bindinger. Disse bindingene resulteres av et positivt bindingsenergi-skift i metallet, som blir sterkere jo mindre partikler man har. [8]
Noen mer kompliserte metoder er å bruke forskjellige beskyttende skall rundt nanopartikkelen. Disse skallene kan da bindes til de funksjonelle gruppene man vil ha. Slike skall kan være organiske skall, polymerer eller citrater [6,7]. Disse metodene er gode for å få monofunksjonelle partikler, altså at det bare bindes en type funksjonell gruppe til partikkelen.

=Kontrollert sammenklumping av DNA-modifiserte nanopartikler=

I et forsøk som demonstrerte den DNA-styrte sammenklumpingen av nanopartikler, ble to partier gullnanopartikler – 13 nm i diameter – hver for seg utstyrt med henholvsvis 3’-thiol-TACCGTTG-5’ og 5’-AGTCGTTT-3’-thiol, altså to ikke-komplementære thiol-oligonukleotider. Så konstruerte man et såkalt target DNA; et molekyl bestående av dsDNA i midten og ss-DNA i endene. Slike enkeltstrengete ender kalles ofte «sticky ends». Endene var komplementære til oligonukleotidene på de to partiene med gullnanopartikler. Target DNAet ble tilsatt en blanding av de to hybridmolekylene, noe som resulterte i at partiklene klumpet seg sammen (figur 2). Som følge av SPR ble det i løsningen observert en fargeforandring fra rødt til blått. I et kontrolleksperiment ble et ikke-komplementært target DNA-molekyl tilsatt løsningen, og da ble det som ventet ikke observert noen fargeforandring. [[Bilde:dna2.jpg]]

Siden nanopartiklene som ble brukt i dette forsøket var like av størrelse, var det ikke mulig å observere det faste mønsteret som i følge teorien skulle dannes når partiklene klumpet seg sammen. Forsøket ble derfor gjentatt med en blanding av gullnanopartikler av ulik størrellse (40 nm og 5 nm i diameter). Resultatet ble at mange små nanopartikler klumpet seg rundt de store nanopartiklene i et tredimensjonalt satellittsystem (figur 3).[[Bilde:dna3.jpg]]

Nanopartiklenes tendens til å forandre optiske og elektriske egenskaper når de klumper seg sammen, gjør det mulig å overvåke aggregeringsprosessen, og vi har dermed utgangspunktet for en optisk DNA-biosensor.

=Seksjon om detektering av Cu/Hg ioner=
En applikasjon for sensorer basert på DNAfunksjonaliserte gullnanopartikler, er deteksjon av metallioner. Å lage gode sensorer for metallioner er svært viktig, da mange av disse ionene kan være giftige og skadelige for mennesker. Kvikksølv er for eksempel kreftfremkallende, og kan føre til permanent hjerneskade. Metallionsensorer kan brukes både som et prevantivt middel, ved å detektere metallionene i forskjellige produkter (for eksempler maling) eller i drikkevann, og som et medisinsk middel, for å sjekke konsentrasjonen av disse ionene i kroppen.

Vi skal her ta for oss tre eksempler på metallionesensorer; Bly (Pb2+), kobber (Cu2+) og kvikksølv (Hg2+). Alle disse tre brukerr litt forskjellige metoder, men grunntanken går ut på at spesifikke metallioner har en svært høy affinitet til spesielle DNAsekvenser. I blysensoren bruker man at bly kløyver et spesielt DNAzyme, mens i kobbersensoren bruker man et kobberavhengig enzym (et spesielt ligase-enzym) som binder to DNAtråder til hverandre. DNAzyme er DNA som ikke bare inneholder genetisk informasjon, men som også er en katalytisk aktiv komponent i kroppen. I kvikksølvsensoren bruker man at kvikksølv binder to tymingrupper sammen.

==BLYSENSOR:==
Blyioner (Pb2+) har vist høy affinitet til et DNAzyme kalt «8-17» DNAzyme, dette DNA enzymet har i flere uavhengige forskningsprosjekt blitt brukt til å lage blysensorer. «8-17» DNA-zymet inneholder en substrattråd (17DS) og en enzymtråd (17E). Substrattråden er for det meste en ren DNAkjede, men med en liten «feil», den har en enkelt RNA-binding (rA). Denne bindingen blir delt i to ved nærvær av blyioner. Denne splittingen kan utnyttes når vi skal detektere bly.
Vi bruker gullnanopartikler som er funksjonalisert med oligonukletider. De komplementære trådene til GNP-oligonukletidene festes til substrattråden som «sticky ends». Dermed vil komplementære oligonukletider på GNP og substrattåden kunne binde seg sammen. Hver GNP er funksjonalisert med flere oligonukletider, og vil dermed kunne feste seg til flere sticky ends samtidig. Vi får altså en fastbundet tredimensjonal struktur av DNAzymes og GNP. Man blander altså «8-17» DNAzyme med utvidete sticky ends og funksjonaliserte GNP; og får en aggregert løsning med blå farge. Hvis man da tilsetter bly vil RNA bindingene kløyves, og strukturen vil løses opp så vi får frie GNP. Løsningen vil altså skifte farge til rød. Gjør man det samme uten blyioner tilstede vil man ikke kunne detektere noen fargeendring. En slik type sensor kan oppdage konsentrasjoner på mellom 0,1 og 4 mikromol. Ved å tilsette inaktive DNA, kan man forandre konsentrasjonsområdet med flere størrelsesordner.

==KOBBERSENSOR:==
I denne sensorer brukes et DNAzyme som bindende middel i stedet for kløyving. Metallionet fører altså til en binding mellom to DNAtråder, i stedet for en splitting som vi så i blydetektoren. Dette er fordi vi bruker et spesielt DNA enzym som katalyserer bindingen mellom to tråder i replikasjonen av DNA (ligaseenzym). Dette ligaseenzymet (E47) er avhengig av å ha kobber (Cu2+) tilstede for å virke, og det er denne funksjonen vi bruker i sensoren.

Vi bruker GNP som er funksjonalisert med to forskjellige DNAtråder (S1 og S2). En av de to trådene er aktivert med imidazole, som er et fosformolekyl. De to forskjellige DNA-trådene kan bindes sammen ved nuklifilt angrep på fosforgruppen av hydroksylgruppen i den andre tråden. Denne reaksjonen blir katalysert av Cu2+ og ligase enzymet (E47). Ved å tilsette Cu2+ får vi altså en struktur av bundne GNP, og dermed fargeendring fra rød til blå. I en forskningsrapport ble denne sensorteknikken utprøvd. De brukte både kolometri og smeltetemperatur for å validere resultatene. De fant da at man må ha konsentrasjoner fra 5 mikromol Cu2+ i løsningen, for å få utslag på sensoren. Dette er mer enn bra nok for å teste konsentrasjoner i drikkevann (bør ikke være over 20 mikromol). De testet også andre lignende metallioner som Ba2+, Sr2+, Ni2+, Fe2+, Mg2+, Zn2+. Bare Cu2+ og Zn2+ ga noe som helst utslag, og Zn2+ ga bare utslag ved svært høye konsentrasjoner. Forskningsrapporten konkluderte med at dette var en lett og enkel sensor, som kunne forbedres ved en nøyere utvelging av DNA-trådene brukt i forsøket.

==KVIKKSØLVSENSOR:==
Sånn som i kobbersensoren bruker man også her gull nanopartikler som er funksjonalisert med to forskjellige oligonukeltider. Siden det er vist at kvikksølv har en høy affinitet til thymin-thymin bindinger, bruker man oligonukletider som er komplementære til hverandre, men unntak av et sted, der vi har en T-T mismatch. Hvis vi tilsetter Hg2+ til løsningen, vil Hg2+ virke som et slags lim ved T-T-bindingen, så de to trådene kan binde seg sammen, som en vanlig dobbelhelix. Gull nanopartikler i en slik DNA-struktur har høyere smeltetemperatur (ca. 10 grader), i forhold til når de er frie. Tilsetting av Hg2+ vil altså føre til at oligonukletidene bindes sammen, og smeltetemperaturen (Tm) økes. Når vi varmer opp blandingen vil gull partiklene rive seg løs og vi vil se en skarp fargeendring fra lilla til rød. Hvis vi varmer opp en blanding med Hg2+ og en uten, vil vi se at denne fargeendringen skjer ved forskjellig temperatur. Strukturen stabiliserer altså blandingen.

En gruppe forskere har forsket på denne sensoren. Uten Hg2+ smelter blandingen ved 46 grader, og har da en skarp lilla til rød fargeforandring. Med Hg2+ får vi samme fargeforandring ved en høyere temperatur. Denne økningen i temperatur er lineær med konsentrasjonen av Hg2+. TM øker med 5 grader for en økning i konsentrasjon på 1 mikromol. Sensoren har en spesifikkhet på 100nmol, noe som er bedre enn alle andre tidligere kolometriske Hg2+sensorer.

=Detektering av antigener=
DNA-nanopartikler har vist seg å være et allsidig verktøy for å analysere ikke bare nukleinsyrer og metallioner, men også proteiner. En gruppe forskere har nylig tatt i bruk DNA-gullnanopartikler bestående av to forskjellige oligonukleid-sekvenser for å detektere antigener. Antigener er molekyler – gjerne proteiner – som finnes på overflaten av blant annet virus og bakterier. Disse starter kroppens produksjon av antistoff for å gjenkjenne og nøytralisere inntrengere. Metoden som beskrives her er derfor ventet å få stor betydning innen immunologi og analyse av proteiner generelt.

Vanligvis har DNA-nanopartikler som blir brukt i sensorer, kun bestått av én type DNA-sekvens på hver nanopartikkel, såkalte monofunksjonelle nanopartikler. Ny teknologi har imidlertid gjort det mulig å fremstille oligofunksjonelle nanopartikler bestående av fra to (difunksjonelle) til sju (heptafunksjonelle) DNA-sekvenser. Den nevnte forskergruppen fant en måte å utnytte difunksjonaliteten til å oppnå svært sensitiv detektering av antigen-proteiner.

Første steg var å syntetisere de difunksjonelle gullnanopartiklene fra thiolisert ss-DNA ved adsorpsjon. Fem forskjellige oligonukleotider (nummer 1-5 i tabellen under) ble brukt til å syntetisere tre forskjellige difunksjonelle hybrider (figur 4).

Antistoff rettet mot antigenet immunoglobulin G fra mus ble så bundet til en DNA-streng blant annet ved hjelp av proteinet streptavidin (STA) og biotin. DNA-strengen var komplementær til den ene typen DNA-strenger på molekyl nummer 1 på figuren. På den måten fikk man dannet et nytt hybridmolekyl; nummer 4 på figur 5.

Dette hybridmolekylet ble deretter brukt som reagent for å merke antistoffets antigen som var bundet til overflaten i en av brønnene i en mikrotiterplate ved hjelp av spesielle antistoffer. Deretter ble en blanding av forbindelse 2 og 3 sammen med to forskjellige DNA-lenker (8 og 9) tilsatt for å danne multilayers av gullnanopartikler. Target molekyl 8 fungerte som immobilisator, mens molekyl 9 skapte sammenklumping (figur 6). På denne måten ble det enklere å detektere antigenene ved hjelp av UV/VIS-spektroskopi. I tillegg er bruken av difunksjonelle i stedet for monofunksjonelle nanopartikler tidsbesparende, fordi man kan tilsette alle reagentene samtidig.

Spektroskopiske målinger av absorberingen av elektromagnetisk stråling med 540 nm bølgelengde demonstrerte en klar forbedring i sensitiviteten ved å bruke difunksjonelle nanopartikler i stedet for monofunksjonelle. Histogrammet i figur 7 viser dette tydelig. De svarte søylene viser signalet ved bruk av to forskjellige difunksjonelle hybridmolekyler. Med denne teknikken fikk man signal ved så lave konsentrasjoner av antigen som 0.1 fmol i en brønn med 50 mikroliter løsning, dvs 10-9 M.

==Kolorimetrisk pH-meter==

Et siste eksempel på bruk av DNA baserte sensorer kommer fra en forskningsrapport fra oktober 2008. Her viser man en helt ny metode for å utvikle optiske pH-sensorer. Det spesielle ved denne senoren er at den bruker umodifiserte gullnanopartikler, i motsetning til det vi har sett på tidligere. Umodifiserte GNP kan skille mellom ssDNA og dsDNA, ved at GNP binder seg til ssDNA, og dermed hindrer aggregering. I tillegg til denne egenskapen bruker forskerne her en helt spesiell type DNA, I-motif DNA, som er pH sensitiv. Denne typen DNA skifter struktur ved skiftende pH, og går fra en firetrådet struktur i surt miljø, til en løs enkelttrådet struktur i basisk miljø. Ved å kombinere I-motif DNA og umodifiserte gull nanopartikler har forskerne klart å lage et nytt og mer sensitivt pH-meter.

Forsøket går ut på å blande umodifiserte GNP med I-motif DNA i en løsning. Hvis løsningen er sur, vil I-motif DNAet være i en rigid struktur, og gullpartiklene kan ikke binde seg. GNP vil dermed klumpe seg sammen og løsningen vil ha en rødlig farge. Øker vi pHen vil vi se et gradvis skille der fargen går fra rød til blå. Dette er fordi i mer basiske løsninger vil DNAet løse opp strukturen sin og til slutt bli et enkelttrådet DNA. Gullpartiklene vil binde seg til DNAet, og vi får en fargeforandring. Å bruke vanlig DNA i dette forsøket vil ikke lage noen fargeforandring, da vanlig DNA ikke forandrer struktur ved forskjellig pH.

I denne rapporten brukte forskerene flere metoder for å teste resultatet, blandt annet UV-Vis spectroscopy og resonance Rayleigh scattering (RRS), som alle ga samme resultat. De brukte pH-området mellom 6.00 og 7.20, og fant at metoden var svært nøyaktig, med en feilmargin på 0.04. Dette er betydelig bedre enn andre optiske nanopartikkel pH-sensorer.

I følge artikkelen vil denne typen sensor ha stor bruksverdi innen biologi, biomedisin, prosesskontroll og nanoteknologi. I tillegg kan denne metoden bli brukt for å finne mer ut om I-motif DNAet.

Kilder

[1]Pompi Hazarika, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Sensitive Detection of Proteins Using Difunctional DNA–Gold Nanoparticles, 2005
[2]Paula Yurkanis Bruice, Essential Organic Chemistry, Pearson International edition 2006
[3]Eugenii Katz and Itamar Willner, Integrated Nanoparticle–Biomolecule Hybrid Systems: Synthesis, Properties, and Applications, 2005
[4]Pompi Hazarika, Tatiana Giorgi, Martina Reibner, Buelent Ceyhan, and Christof M. Niemeyer, Synthesis and Characterization of Deoxyribonucleic, 2004
[5]Qun Huo, James G. Worden, Monofunctional goldparticles; synthesis and application, 2006
[6]Stephanie Petrina, Chemical Crosslinking and Temperature Dependant Conuctivity of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles, NNIN REU 2006
[7]Michel Büttner, Helge Kröger, Inga Gerhards, Daniel Mathys, Peter Oelhafen , Changes in the electronic structure of gold particles upon thiol adsorption as a function of the mean particle size, 2006
[8]Juewen Liu and Yi Lu, Optimization of a Pb2+-Directed Gold Nanoparticle/DNAzyme Assembly and Its Application as a Colorimetric Biosensor for Pb2+, 2004
[9]Juewen Liu and Yi Lu, Accelerated Color Change of Gold Nanoparticles Assembled by DNAzymes for Simple and Fast Colorimetric Pb2+ Detection, 2004
[10]Juewen Liu and Yi Lu, Colorimetric Cu2+ detection with a ligation DNAzyme and nanoparticles, Chem. Commun, 2007
[11]Jae-Seung Lee, Min Su Han, Chad A. Mirkin, Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-functionalized Gold Nanoparticles, Angew. Chem. 2007
[12]Cuie Chen, Guangtao Song, Jinsong Ren and Xiaogang Qu, A simple and sensitive colorimetric pH meter based on DNA conformational switch and gold nanoparticle aggregation, 2008
[13]Jaswinder Sharma, Rahul Chhabra, Hao Yan, Yan Liu, pH-driven conformational switch of «i-motif» DNA for the reversible assembly of gold nanoparticles, Chem. Commun. 2007
[14]Anh Tuân Phan and Jean-Louis Mergny, Human telomeric DNA: G-quadruplex, i-motif and Watson–Crick double helix
[15]Kyeong Sik Jin, Su Ryon Shin, Byungcheol Ahn, Yecheol Rho, Seon Jeong Kim and Moonhor Ree, pH-Dependent Structures of an i-Motif DNA in Solution, 2009
[16]Huixiang Li, Lewis Rothberg, Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles, 2004