Characterization and electrochemical response of DNA functionalized 2 nm gold nanoparticles confined in a nanochannel array

Polyvalent gold nanoparticle oligonucleotide conjugates are subject of intense research. Even though 2 nm diameter AuNPs have been previously modified with DNA, little is known about their structure and electrochemical behavior. In this work, we examine the influence of different surface modification strategies on the interplay between the meso-organization and the molecular recognition properties of a 27-mer DNA strand. This DNA strand is functionalized with different sulfur-containing moieties and immobilized on 2 nm gold nanoparticles confined on a nanoporous alumina, working the whole system as an electrode array. Surface coverages were determined by EXAFS and the performance as recognition elements for impedance-based sensors is evaluated. Our results prove that low DNA coverages on the confined nanoparticles prompt to a more sensitive response, showing the relevance in avoiding the DNA strand overcrowding. The system was able to determine a concentration as low as 100 pM of the complementary strand, thus introducing the foundations for the construction of label-free genosensors at the nanometer scale.Fil: Peinetti, Ana Sol. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Ceretti, Helena Margarita. Universidad Nacional de General Sarmiento; ArgentinaFil: Mizrahi, Martin Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: González, Graciela Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Ramírez, Silvana Andrea María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Requejo, Felix Gregorio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Montserrat, Javier Marcelo. Universidad Nacional de General Sarmiento; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Battaglini, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentin