Sensorer basert på sammenklumping av DNA-nanopartikler - Sideversjonshistorikk

Kjetikn: /* Metallnanopartikler og deres egenskaper */

2009-03-31T16:07:33Z

Metallnanopartikler og deres egenskaper

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 31. mar. 2009 kl. 16:07
Linje 12:		Linje 12:

	=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===		=== 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.		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 ===		=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===

Kjetikn: /* DNA-molekylet og dets egenskaper */

2009-03-31T16:04:01Z

DNA-molekylet og dets egenskaper

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 31. mar. 2009 kl. 16:04
Linje 9:		Linje 9:


	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.		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 deres egenskaper ===

Kjetikn: /* Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? */

2009-03-31T15:59:19Z

Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler?

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 31. mar. 2009 kl. 15:59
Linje 2:		Linje 2:

	== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==		== 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.		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 ===		=== 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.]]		[[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.		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.

Kjetikn på 31. mar. 2009 kl. 15:56

2009-03-31T15:56:19Z

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 31. mar. 2009 kl. 15:56
Linje 1:		Linje 1:
	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!)~~		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? ==		== Innledning - Hvorfor bruke DNA og nanopartikler? ==

Kjetikn: /* Metallnanopartikler og deres egenskaper */

2009-03-31T15:55:09Z

Metallnanopartikler og deres egenskaper

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 31. mar. 2009 kl. 15:55
Linje 12:		Linje 12:

	=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===		=== 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.		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 ===		=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===

Kjetikn: /* Metallnanopartikler og deres egenskaper */

2009-03-31T15:54:01Z

Metallnanopartikler og deres egenskaper

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 31. mar. 2009 kl. 15:54
Linje 12:		Linje 12:

	=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===		=== 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.		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 ===		=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===

Ingrhal: /* Kilder */

2009-03-31T15:53:41Z

Kilder

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 31. mar. 2009 kl. 15:53
Linje 92:		Linje 92:
	[[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]]		[[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 ==		== Kilder ==

Ingrhal: /* Blysensor: */

2009-03-31T15:52:37Z

Blysensor:

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 31. mar. 2009 kl. 15:52
Linje 39:		Linje 39:
	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.		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.		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]]		[[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: ====		==== Kobbersensor: ====

Ingrhal: /* Blysensor: */

2009-03-31T15:52:19Z

Blysensor:

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 31. mar. 2009 kl. 15:52
Linje 39:		Linje 39:
	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.		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.		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]]		[[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: ====		==== Kobbersensor: ====

Kjetikn: /* Metallnanopartikler og deres egenskaper */

2009-03-31T15:51:28Z

Metallnanopartikler og deres egenskaper

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 31. mar. 2009 kl. 15:51
Linje 12:		Linje 12:

	=== Metallnanopartikler og deres egenskaper ===		=== 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.		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 ===		=== Syntese av DNA-funksjonaliserte gullnanopartikler ===