DNA-Nanosysteme

DNA-Selbstanordnung und »Molecular Programming«

DNA-Hybridisierung ist die momentan fortgeschrittenste Methode des programmierten Selbstaufbaus von nanometergroßen Objekten mit kontrollierter Morphologie und Oberflächeneigenschaften. Techniken, wie das DNA-Origami oder auch die DNA »Lego«-Methodik, nutzen die bekannte biophysikalische Eigenschaft der komplementären Basenpaarung zur Erschaffung verzweigter »Holliday junctions« zwischen drei oder mehreren DNA-Einzelsträngen, um komplexe zwei- oder dreidimensionale Formen zu erschaffen. DNA-Moleküle können somit als hochflexible, programmierbare Bausteine verwendet werden. Computerunterstützte Programme und neu entwickelte Automatisierungstechniken ermöglichen ein schnelles und präzises Design solcher Bausteine und die Herstellung von Objekten nahezu jeglicher Form im Nanometerbereich.

Rasterkraftmikroskopie

Die Rasterkraftmikroskopie (engl.: atomic force microscopy AFM) ist ein Verfahren zur Untersuchung von Materialien auf molekularer Ebene, welches präzise strukturelle und funktionelle Informationen liefert. Durch Scannen des Materials mit einer nur wenige Atome breiten Messspitze (tip) können nanometergroße Merkmale aufgelöst werden. Des Weiteren erlaubt die AFM-basierte Spektroskopie die Messung sehr kleiner Kräfte bis in den Picometerbereich sowie lokaler elastischer Eigenschaften biologischer Materialien wie Gele, Zellen, etc.