Azucena, C.

Bruns, M.

Eber, F.

Gliemann, H.

Jeske, H.

Trouillet, V.

Wege, C.

English

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1.‐ INTRODUCTIONIn order to achieve the integration of such synthetic viral architectures into technical devices at predestinated sites, concepts for the site‐specific self‐assembly of TMV  coat  protein  subunits  directed  by  RNA  immobilized  on  different  inorganic  surfaces  are  introduced.  This is  accomplished with  a  new  approach  in  silanechemistry: The use of Isothiocyanate‐terminated silane for covalent attachment of amino functional biomolecules on inorganic surfaces. Furthermore, we were able to combine this technique with a site‐selective oxidation of polymer surfaces, allowing patterned assembly of TMV‐like architectures.Fig. 1.‐ Scheme for synthesis of isothiocyanatepropyltrimethoxysilane from aminopropyltrimethoxysilane and subsequent self assembly monolayer  (SAM) formation2.‐ SELF‐ASSEMBLY ON FUNCTIONALIZED SURFACESThe  development  of  silane and  thiol‐based  functionalization in  combination  with patterning  processes  (polymer  blend  lithography,  stamping  techniques,  AFM‐Lithography, UV  lithography)  for  surfaces  are  used  to selectively  control  the  RNA‐binding and thus the growth of bio‐template columns can be spatially oriented.Fig. 2.‐ Self assembly process of Tobacco Mosaic Virus on an oxidic functionalized surface.From left to right, the silanization on the surface and the biological assembly step‐by‐step.Fig.3.‐ AFM  topographic  image  of TMV/like  particles  self  assembled according    to  Fig.‐2  on  an isothiocyanate  functionalized  surface (silicon wafer).Fig.4.‐ XPS spectra from Nitrogen 1s and Carbon 1s  before  (inset ) and after silanization.Fig.5.‐ AFM  topographic images  on  TMV‐particles self‐assembled  on  a Polydimethylsiloxane (PDMS)    substrate.  A  new thin silica layer is created by irradiating  the  surface with ultraviolet,  rendering  it available  for  the  isothiocyanate  silane chemistry. 3.‐ SELF ASSEMBLY ON FUNCTIONALIZED STRUCTURED SURFACESFig. 5.‐ Scheme of polydimethylsiloxane (PDMS) substrate treated and silanized with isothiocyanate groups, with subsequent TMV assembly.4.‐ OUTLOOK1.‐ Vertically orientation2.‐ Functionality available on the CP/ Barcoding3.‐ Functionality available at the terminal groups/ sensoring4.‐ RNA‐Tree shape abilityCarlos Azucena1, Fabian Eber2, Holger Jeske2, Christina Wege2, Vanessa Trouillet3, Michael Bruns3, Hartmut Gliemann11 Institute of Functional Interfaces, KIT; 2 Institute of Biology, University of Stuttgart; 3 Institute for Applied Materials ‐Material Process Technology, KIT;

RNA-directed modular construction as smart processing tool for nanotechnology

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