Magnetically Responsive Films of DNA Functionalized Iron Oxide Nanoparticles

Abstract

The bottom-up DNA-directed self-assembly using layer-by-layer deposition is adopted to fabricate the free-standing nanoparticles films, creating the multi-domain films. In this approach, based on magnetic iron oxide nanoparticles that have superparamagnetic properties, free-standing films composed of DNA-modified nanoparticles were constructed and responded to an external magnetic field. In prior study already shown that shape-changing films composed of DNA functionalized gold nanoparticles could respond to DNA strand exchange but furthermore, we introduced magnetic nanoparticles and observed dynamic movements by controlling of magnetic field externally. Furthermore, the PDMS gasket was used as a tool for making the films to be a uniform shape with edge-cut. The free-standing films composed of iron oxide and gold nanoparticles undergo various motions under magnetic fields such as alignment, speed and shape-changing in solution as well. ;본 연구에서 층상 증착(Layer-by-layer, LBL)을 사용하여 DNA 유도 자기 조립(DNA-directed self assembly)을 기반으로 나노 입자로 구성된 다중 도메인 필름(Free-standing film)을 제작하였다. 이 접근법에서는 초상자성(Superparmagnetic) 특성을 갖는 자성 산화철 나노 입자는 DNA로 매개된 재료로서 필름을 형성하고, 이는 외부 자기장에 반응하는 중요한 역할을 한다. 이미 DNA 기능화된 금 나노 입자로 구성된 필름이 모양변화에 대한 많은 가능성을 보여주었지만, 본 연구는 더 나아가 자성 나노 입자를 도입하여 외부자기장을 제어에 의해 보이는 동적 움직임을 관찰했다. 또한, 균일한 형태의 필름을 만들기 위한 도구로서 PDMS 게스킷을 이용하여 균일한 형태의 필름을 형성하였다. 따라서, 서로 다른 산화철과 금 나노 입자로 구성된 균일한 모양의 필름은 자기장 하에서 정렬, 속도 및 모양 변화와 같은 다양한 동적인 움직임을 보인다.