Команда из Европы и США во главе с Мигелем А. Галиндо разработал элегантный метод получения отдельных непрерывных цепочек ионов палладия. Процесс основан на самоорганизованной сборке особого комплекса палладия и одноцепочечных молекул ДНК.
В последние годы ДНК стала важным инструментом для нанонауки и нанотехнологий, в частности, из-за возможности «программирования» полученных структур с помощью базовой последовательности используемой ДНК.
Включение металлов в структуры ДНК может придавать им такие свойства, как проводимость, каталитическая активность, магнетизм и фотоактивность.
Однако организовать ионы металлов в молекулах ДНК нетривиально, потому что ионы металлов могут связываться со многими различными сайтами. Команда Галиндо разработала умный метод контроля связывания ионов палладия с определенными участками.
Они используют специально сконструированный комплекс палладия, который может образовывать пары оснований с естественными основаниями аденина в цепи ДНК. Лиганд в этом комплексе представляет собой плоскую ароматическую кольцевую систему, которая захватывает три из четырех позиций связывания, доступных на ионе палладия.
Четвертое положение палладия тогда доступно для связывания с очень специфическим атомом азота в аденине. Лиганд также содержит атомы кислорода, способные образовывать водородную связь с соседней группой NH (2) аденина. Этот образец связывания точно соответствует спариванию оснований Уотсона-Крика, но теперь опосредован ионом палладия, что делает его значительно сильнее, чем естественное спаривание оснований Уотсона-Крика.
Если используется цепь ДНК, состоящая исключительно из оснований аденина, один комплекс палладия связывается с каждым аденином.
Плоские лиганды собираются в компланарные стопки, как естественные основания. В результате образуется двойная цепь, состоящая из комплексов ДНК и палладия, которая соответствует двойной спирали природной ДНК, в которой одна цепь заменена супрамолекулярной стопкой непрерывных комплексов палладия.
Хотя команде еще предстоит продемонстрировать проводящие свойства этих систем, можно ожидать, что правильное восстановление этих ионов металлов может привести к образованию проводящей нанопроволоки с строго контролируемой структурой.
Исследовательская группа в настоящее время работает в этом направлении, а также над модификацией лиганда, которая также может придать системе новые свойства.