Influence of oligonuclotide and peptide interactions on electronic properties of single walled carbon nanotubes

Abstract

Karbon nanotüpler, Iijima tarafından 1991'deki keşfinden bu yana nanoteknoloji alanında ilgi odağı olmuşlardır. Bununla birlikte, karbon nanotüp uygulamalarının önündeki en büyük engel zayıf çözünürlük özellikleridir. Deterjanlar, karbon nanotüplere çözünürlük kazandıran sürfaktanlar olarak düşünülmüşlerdir. Fakat, TKKNT'ler ile kooperatif bağlanma ve etkileşimlere giren DNA, kayda değer bir çözünürlük sağlayan ligand olarak kullanılabilmektedir. Buna ek olarak, Raman spektroskopisi oligonükleotid/TKKNT yapıları gibi birçok moleküler sistemin tetkik edilebileceği güçlü bir yöntemdir. TKKNT'lerin elektronik özelliklerindeki değişimler Raman spektroskopisi ile tespit edilebilmektedir.Bu çalışmada, TKKNT'lerin çözünürlüğünde karşılaşılan zorluklar DNA ile girdiği kovalent olmayan etkileşimler ve DNA'ya kovalent olarak bağlanması ile giderilmektedir. TKKNT'lerin kısa (10 bazlık) ve uzun (25 bazlık) polinükleotidler ile kovalent olmayan etkileşimler ve kovalent bağlanma sonrasında elektronik yapılarındada meydana gelen değişiklikler Raman spektroskopisi ile incelenmiştir. Bunun yanında, TKKNT'ler ile oligonükleotidlerinkovalent olmayan etkileşiminin seçiciliğini incelemek için peptid ve TKKNT'lerin kovalent olmayan etkileşimleri de Raman spektroskopisi ile incelenmiştir. Saf, karboksillenmiş ve kovalent olarak oligonükleotid bağlanmış TKKNT'lerin karakterizasyonu IR ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi ile yapılmıştır.

Carbon nanotubes have been a point of attention since their discovery by Iijima in 1991. However, the biggest problem ahead for the applications of carbon nanotubes is their low solubility properties. Detergents are considered as surfactants which can be used to gain solubility for carbon nanotubes. On the other hand, DNA is a more significant solubilizing ligand which can be enrolled in cooperative binding interactions with SWCNTs. Raman spectroscopy is a powerful tool that can be used to study molecular systems, such as oligonucleotide/SWCNT structures. The changes in the electronic properties of SWCNTs dur to the interactions between oligonucleotides can be detected by Raman spectroscopy.In this study, the solubilization difficulties of SWCNTs are reduced by DNA interaction and covalent attachment to SWCNTs. The changes in the electronic properties of SWCNTs after the non-covalent interactions between oligonucleotides and SWCNTs and the covalent attachment of oligonucleotides to SWCNT are investigated by Raman spectroscopy. SWCNTs are interacted with short (10 bases) and long (25 bases) oligonucleotides. Also, to investigate the selectivity of SWCNT and oligonucleotide interactions, the non-covalent interactions between selected peptides and SWCNTs were studied by Raman spectroscopy. The pristine, carboxyl functionalized and covalently oligonucleotide attached SWCNTs are characterized by IR and X-ray photoelectron spectroscopy.