Self-assembling DNA-nanoarrays containing mechanical units

• Applicant: Professorin Dr. Barbara Saccà
• Subject Area: Biological and Biomimetic Chemistry
• Term: from 2009 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 94738259

Eine große Herausforderung der molekularen Nanotechnologie ist die Herstellung mechanischer Funktionseinheiten, wie z. B. molekularer Motoren, im Miniaturformat. Die meisten molekularen Motoren wurden bisher für Anwendungen in homogener Lösung konstruiert, nur einige konnten bereits an einer feste Phase verankert werden. Die hierzu verwendeten Immobilisierungsstrategien ermöglichten jedoch nur eine stochastische Verteilung der Moleküle auf der Oberfläche. Dies verhindert allerdings ihren Einsatz in fortgeschrittenen Nanotechnologieanwendungen, welche z. B. eine kooperative und/oder simultane Bewegung verschiedener Nanoapparaturen erfordern. Des Weiteren ist eine Evaluierung der Funktionalität der Motoren nur durch eine statistische Analyse großer Datenmengen möglich. Das hier beschriebene Projekt versucht nun, Lösungen für dieses konzeptionelle Problem zu liefern, indem selbstorganisierende DNA-Nanoarrays als Schnittstelle zwischen molekularen Motorelementen und einer festen Oberfläche vorgeschlagen werden. Diese erlauben eine nanoskalierte, definierte Anordnung eines oder zweier unterschiedlicher DNA-Nanomotoren, so dass nach Adsorption auf eine feste Oberfläche eine koordinierte Bewegung der Motoren möglich wird. Die Funktionsfähigkeit und Effizienz der so konstruierten Nanosysteme wird dann durch Messung optischer Ausgangssignale in Abhängigkeit externer Stimuli bzw. Reaktionsbedingungen evaluiert.

• DFG Programme: Research Grants