Nanotrådar är viktiga komponenter för framtida nanoelektronik, sensorer, och nanomedicin. För att uppnå den nödvändiga komplexiteten, det är nödvändigt att kontrollera metallkedjornas position och tillväxt på atomnivå. I journalen Angewandte Chemie , ett forskarlag har introducerat ett nytt tillvägagångssätt som genererar exakt kontrollerade, spiralformad, palladium–DNA-system som efterliknar organiseringen av naturliga baspar i en dubbelsträngad DNA-molekyl.

Ett team från Europa och USA ledd av Miguel A. Galindo har nu utvecklat en elegant metod för att producera individuella, kontinuerliga kedjor av palladiumjoner. Processen bygger på självorganiserad sammansättning av ett speciellt palladiumkomplex och enkelsträngade DNA-molekyler.

På senare år har DNA har blivit ett viktigt verktyg för nanovetenskap och nanoteknik, speciellt på grund av möjligheten att "programmera" de resulterande strukturerna genom bassekvensen för det använda DNA. Införlivandet av metaller i DNA-strukturer kan ge dem egenskaper som ledningsförmåga, katalytisk aktivitet, magnetism, och fotoaktivitet.

Dock, Att organisera metalljoner i DNA-molekyler är inte trivialt eftersom metalljoner kan binda till många olika platser. Galindos team utvecklade en smart metod för att kontrollera bindningen av palladiumjoner till specifika platser. De använder ett speciellt konstruerat palladiumkomplex som kan bilda baspar med naturliga adeninbaser i en DNA-sträng. Liganden i detta komplex är en platt, aromatiskt ringsystem som tar tag i tre av de fyra bindningspositionerna som finns på palladiumjonen. Den fjärde positionen av palladium är då tillgänglig för att binda till en mycket specifik kväveatom i adenin. Liganden har också syreatomer som kan bilda en vätebindning med den angränsande NH2-gruppen i adeninet. Detta bindningsmönster motsvarar exakt en Watson-Crick basparning, men nu förmedlad av en palladiumjon, vilket gör den betydligt starkare än naturlig Watson-Crick-parning.

Om en DNA-sträng gjord uteslutande av adeninbaser används, ett palladiumkomplex binder till varje adenin. De platta liganderna sätts ihop till koplanära staplar, precis som naturliga baser. Detta resulterar i en dubbelsträng gjord av DNA- och palladiumkomplex som motsvarar en naturlig DNA-dubbelhelix där en sträng har ersatts av en supramolekylär stapel av kontinuerliga palladiumkomplex.

Även om teamet ännu inte har visat de ledande egenskaperna hos dessa system, det kan förutses att en korrekt reduktion av dessa metalljoner kan leda till bildandet av en ledande nanotråd med en mycket kontrollerad struktur. Forskargruppen arbetar för närvarande inom denna linje såväl som med modifiering av liganden, som också kan ge nya egenskaper till systemet.