Nanotechnologia

Nowa metoda sekwencjonowania DNA za pomocą grafenu

Naukowcy pracują nad innowacyjną metodą szybkiego i dokładnego nanoporowego sekwencjonowania genów, wykorzystując unikalne właściwości grafenu.

Nowa metoda, będąca na razie na etapie symulacji, polega na przeciąganiu cząsteczki DNA przez niewielki otwór (por) w grafenie i monitorowaniu zmian prądu elektrycznego. Umożliwi to szybkie, łatwe i bardzo precyzyjne wykrywanie olbrzymiej ilości zasad azotowych – najmniejszych jednostek danych genetycznych, wchodzących w skład DNA.

Celem proponowanej metody jest tworzenie tymczasowych wiązań chemicznych i konwertowanie mechanicznych naprężeń powstałych podczas zrywania tych wiązań na dające się zmierzyć impulsy elektryczne. Wyjątkowa struktura grafenu i jego niezwykłe właściwości elektryczne sprawiły, że ten materiał doskonale nadaje się do nanoporowego sekwencjonowania DNA. Utworzono swego rodzaju czujnik DNA – grafenową nanowstęgę o wymiarach 4,5 x 15,5 nm, posiadającą nanopor o wielkości 2,5 nm, w którym umieszcza się kopie zasad azotowych, tworzących pary: adeninę i tyminę, oraz cytozynę i guaninę.

W celu wykrycia np. guaniny, w nanoporze umieszcza się cytozynę. Podczas przeciągania cząsteczki DNA przez otwór formowane są wiązania guaniny z cytozyną, które są następnie zrywane. Powstałe w ten sposób naprężenia wpływają na tymczasowe zmiany w przepływającym przez grafen prądzie elektrycznym, co wskazuje na obecność szukanej zasady.

W celu identyfikacji wszystkich czterech zasad można rozbudować czujnik, układając pionowo cztery grafenowe wstęgi, z których każda ma inną zasadę wewnątrz porów. Umożliwia to przeprowadzenie czterech osobnych pomiarów tego samego fragmentu DNA z 99% dokładnością.

Źródło artykułu: www.azonano.com

Źródło ilustracji: commons.wikimedia.org

Podobne artykuły

Nanoskalowe złote trójkątne graniastosłupy, reagujące na mikroRNA (mRNA), posłużyły do opracowania innowacyjnego czujnika diagnozującego raka trzustki.
Wyobraźmy sobie, że osoba chora na cukrzycę nigdy nie będzie musiała przekłuwać palca, aby sprawdzić stężenie glukozy we krwi, a zamiast tego używałaby wszczepionego w organizm nanourządzenia dokonującego stałej...

Accessibility Tools