Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Cooperative dynamics of DNA-grafted magnetic nanoparticles optimize magnetic biosensing and coupling to DNA origami

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00159816%3A_____%2F24%3A00081483" target="_blank" >RIV/00159816:_____/24:00081483 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/nr/d3nr06253h" target="_blank" >https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/nr/d3nr06253h</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1039/d3nr06253h" target="_blank" >10.1039/d3nr06253h</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Cooperative dynamics of DNA-grafted magnetic nanoparticles optimize magnetic biosensing and coupling to DNA origami

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Magnetic nanoparticles (MNPs) provide new opportunities for enzyme-free biosensing of nucleic acid biomarkers and magnetic actuation by patterning on DNA origami, yet how the DNA grafting density affects their dynamics and accessibility remains poorly understood. Here, we performed surface functionalization of MNPs with single-stranded DNA (ssDNA) via click chemistry with a tunable grafting density, which enables the encapsulation of single MNPs inside a functional polymeric layer. We used several complementary methods to show that particle translational and rotational dynamics exhibit a sigmoidal dependence on the ssDNA grafting density. At low densities, ssDNA strands adopt a coiled conformation that results in minor alterations to particle dynamics, while at high densities, they organize into polymer brushes that collectively influence particle dynamics. Intermediate ssDNA densities, where the dynamics are most sensitive to changes, show the highest magnetic biosensing sensitivity for the detection of target nucleic acids. Finally, we demonstrate that MNPs with high ssDNA grafting densities are required to efficiently couple to DNA origami. Our results establish ssDNA grafting density as a critical parameter for the functionalization of MNPs for magnetic biosensing and functionalization of DNA nanostructures. Single-stranded DNA on MNPs shows a transition from being coiled to being brushed out at low and high grafting densities, respectively. Thereby, MNPs exhibit cooperative dynamics, which is highly relevant for magnetic biosensing and binding to DNA origami.

  • Název v anglickém jazyce

    Cooperative dynamics of DNA-grafted magnetic nanoparticles optimize magnetic biosensing and coupling to DNA origami

  • Popis výsledku anglicky

    Magnetic nanoparticles (MNPs) provide new opportunities for enzyme-free biosensing of nucleic acid biomarkers and magnetic actuation by patterning on DNA origami, yet how the DNA grafting density affects their dynamics and accessibility remains poorly understood. Here, we performed surface functionalization of MNPs with single-stranded DNA (ssDNA) via click chemistry with a tunable grafting density, which enables the encapsulation of single MNPs inside a functional polymeric layer. We used several complementary methods to show that particle translational and rotational dynamics exhibit a sigmoidal dependence on the ssDNA grafting density. At low densities, ssDNA strands adopt a coiled conformation that results in minor alterations to particle dynamics, while at high densities, they organize into polymer brushes that collectively influence particle dynamics. Intermediate ssDNA densities, where the dynamics are most sensitive to changes, show the highest magnetic biosensing sensitivity for the detection of target nucleic acids. Finally, we demonstrate that MNPs with high ssDNA grafting densities are required to efficiently couple to DNA origami. Our results establish ssDNA grafting density as a critical parameter for the functionalization of MNPs for magnetic biosensing and functionalization of DNA nanostructures. Single-stranded DNA on MNPs shows a transition from being coiled to being brushed out at low and high grafting densities, respectively. Thereby, MNPs exhibit cooperative dynamics, which is highly relevant for magnetic biosensing and binding to DNA origami.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10300 - Physical sciences

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Nanoscale

  • ISSN

    2040-3364

  • e-ISSN

    2040-3372

  • Svazek periodika

    16

  • Číslo periodika v rámci svazku

    15

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    12

  • Strana od-do

    7678-7689

  • Kód UT WoS článku

    001191137300001

  • EID výsledku v databázi Scopus