Fysikere har utviklet en ny metode for å telle molekyler ved hjelp av DNA-origami

Takket være de nyeste teleskopene vet vi at galaksen vår består av mer enn en billion stjerner. I

I nanokosmos vises klynger av individuelle lyskilder, som molekyler, også som prikker.

Teamet plasserte individuelle fargestoffmolekylerpå veldefinerte avstander fra hverandre. Dette oppnås ved hjelp av en ny teknikk kjent som DNA origami. DNA som lagringsmedium i biologien blir brukt og programmert på en slik måte at molekyler arrangeres ved å brette DNA etter ønske med dimensjoner på flere nanometer.

Fluorescerende lys kan ikke skilles ut i begynnelsenindividuelle molekyler på origami under et lysmikroskop. Et annet triks brukes til å faktisk skille molekylene. Lys fra origami-strukturen passerer gjennom et halvt gjennomsiktig speil og blir registrert av fotodetektorer på begge sider av speilet.

Det skal bemerkes at et enkelt molekyl kanavgir bare en lyspartikkel om gangen, som bare registreres av den ene eller den andre detektoren, men ikke begge. Ser man på den kronologiske rekkefølgen lyset treffer de enkelte detektorene, kan man utlede det nøyaktige antallet fargestoffmolekyler i origamistrukturen.

På denne måten kan individuelle molekyler telles.farge. Antall fargestoffmolekyler bestemmes av DNA-programmering. En origami-struktur med ett fargestoff avgir nøyaktig ett kvantum lys - en med fem avgir nøyaktig fem.

Individuelle fargestoffmolekyler er også henholdsvissamhandle med hverandre. Når det utsettes for lys, absorberer fargestoffet energi. Han kan enten sende den ut igjen som lys, eller videreføre den til et fargestoff i nærheten. Imidlertid, hvis det nærliggende fargestoffet allerede er i en spent tilstand, vil to eksitasjoner møtes.

Som med to biler som prøverinn på samme parkeringsplass samtidig forsvinner spenningen. Slik utslettelse er av stor betydning i molekylær optoelektronikk, slik som organiske lysdioder eller solceller, men spiller også en rolle i mikroskopi med ultrahøy oppløsning.

Forskergruppen var nå i stand til å viseat det nanoskopiske samspillet mellom fargestoffmolekyler med hverandre kan spores direkte ved å bestemme ankomsttidene for lyspartikler på to lysdetektorer. Denne tilnærmingen tilbyr en ny metode for ultrafast nanoskopi av molekylære komplekser, som også vil finne anvendelser innen biovitenskap.

Les også

Fysikere har laget en analog av et svart hull og bekreftet Hawkings teori. Hvor det fører?

Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde

Forskere har oppdaget fartsgrensen i kvanteverdenen