De gele bolletjes zijn goud, het groene is de quantumdot.

In Taiwan is een methode bedacht om eiwitmoleculen op grote schaal om te bouwen tot transistoren. Eventueel kun je ze zelfs met UV-licht schakelen, claimen G. Steven Huang en collega’s (National Chiao Tung University, Hsinchu) in Nature Nanotechnology.

Het nieuws zit vooral in dat ‘op grote schaal’. Bekend was al dat de elektrische geleiding van eiwitten is te veranderen door de secundaire structuur te beïnvloeden , bijvoorbeeld met een elektrisch veld. Maar om daarvan te profiteren moet je zo’n eiwit wel feilloos tussen twee elektrodes kunnen hangen, en dat is op moleculaire schaal nogal een priegelwerk. Temeer daar de AFM-microscooptips, waarmee men het eerder probeerde, zelf ook de neiging hebben om de eiwitstructuur lokaal te beschadigen.

De Taiwanezen hebben nu bedacht dat je het eiwit zelf zijn eigen aansluitingen moet laten maken. Ze kozen een immunoglobuline G-antilichaam dat aan twee uiteinden een nanogoudbolletje (5 nm diameter) kan binden. Die bolletjes komen ongeveer 10 nm uit elkaar te zitten.

De kunst is vervolgens om zo’n combinatie op een computerchip te leggen, tussen 2 aansluitingen die ook 10 nm uit elkaar liggen. Maar met diezelfde AFM-tip blijkt dat heel goed mogelijk, en dit keer zonder het eiwit te beschadigen.

De Taiwanezen hebben enkele tientallen van zulke transistoren geassembleerd. De specificaties bleken onderling redelijk overeen te komen. Enigszins verrassend is de waarneming dat de eiwitten onder vacuüm vrijwel net zo goed blijken te schakelen als in water, en dat je ze zelfs wekenlang in dat vacuüm kunt bewaren. Kennelijk zijn immunoglobulines uiterst stabiel, zeker voor een eiwit.

Dat je ook met licht kunt schakelen, lijkt een toevallige vondst. Het oorspronkelijke idee was om aan het antilichaam een tweede antilichaam te laten hechten met daaraan een ‘quantum dot’, bestaande uit een legering van cadmium en seleen. Onder invloed van UV-licht zou die dot moeten fluoresceren zodat je wat beter zou kunnen zien wat je doet met je AFM-tip. Maar het uitsteeksel blijkt dus eveneens de elektrische eigenschappen van de transistor te beïnloeden.

Opvallend is ook dat de auteurs nog nauwelijks een idee lijken te hebben van de manier waarop deze transistor op moleculaire schaal precies werkt. Dàt hij werkt, was kennelijk al voldoende voor een publicatie.

bron: Nature Nanotechnology

Onderwerpen