Enric Casassas memorial lecture 2004 : Nanoparticle- and nanorod-biomaterial hybrid systems for sensor, circuitry and motor applications

Resum

Els sistemes híbrids biomolècula-nanopartícula (NP) serveixen com a sistemes funcionals per a la construcció de sensors, nanocircuits i instruments. S'explica el desenvolupament de sensors, basats en NP funcionalitzats, mitjançant l'exemple del contacte elèctric de la glucosa oxidasa amb Au NP (1.4 nm) modificats amb el cofactor NAD i amb l'exemple de la detecció òptica de l'activitat de la telomerasa en cèl·lules de càncer utilitzant NP de CdSe-ZnS del tipus core-shell. Es descriu l'ús d'enzims DNA per a la detecció amplificada de l'activitat de DNA/telomerasa. Una estructura hemina/G-quàdruplex serveix com a marcador biocatalític per a la detecció quimioluminescent o colorimètrica de l'activitat de DNA/telomerasa. La utilització de NP per a nanocircuits i instruments es presenta mitjançant la polimerització de la G-actina funcionalitzada amb Au NP i el posterior creixement dels filaments per a la generació contínua dels nanofilaments de Au. La polimerització seqüencial de la G-actina funcionalitzada amb Au NP produeix nanofilaments amb funcions de motor. Els filaments immobilitzats sobre una interfície de miosina es comencen a moure mentre s'afegeix l'ATP com a fons d'energia. Aquests nanoobjectes es mouen sobre la superfície a una velocitat que correspon a 250 nm× sec-1. Un altre aspecte de nanobiotecnologia inclou l'acoblament de les biomolècules amb nano- i microelements per a donar sistemes funcionals híbrids. S'estudia aquest aspecte seguint la ruptura de les seqüències específiques del dúplex d'ADN funcionalitzat amb partícules magnètiques sobre les bigues voladisses mitjançant l'endonucleasa Mse I en presència d'un camp magnètic extern.