Управляемые температурой "нанопоры" могут позволить детальный анализ крови

Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST), Уитон-колледжа и Университета Содружества Виргинии (VCU) исследуют использование биомолекулярных камер — нанопор — для улучшения диагностики заболеваний. Цель — создать метод быстрого поиска в кровотоке индикаторов болезней.

Нанопоры имитируют ионные каналы в мембранах клеток. Ранее команда вставляла нанопору в искусственную клеточную мембрану между двумя электродами. Это позволяло захватывать отдельные молекулы на несколько миллисекунд.

"Одна молекула создает заметное изменение тока, протекающего через пору, что позволяет нам с высокой точностью измерить массу и электрический заряд молекулы", — говорит физик VCU Джозеф Райнер.

Для медицинских задач требуется различать тысячи различных белков и биомаркеров в кровотоке. Чтобы расширить возможности измерений, команда присоединила к инженерным нанопорам золотые наночастицы с помощью тетеров из комплементарных цепей ДНК.

Золото эффективно поглощает свет и преобразует его энергию в тепло. Это позволяет с помощью лазера динамически изменять температуру нанопоры по желанию, меняя характер взаимодействия с отдельными молекулами.

"Способность быстро изменять температуру в объемах, соизмеримых с размером отдельных молекул, позволит разделять схожие виды", — говорит биофизик NIST Джон Касянович.

Команда также исследует способы улучшения полупроводниковых нанопор для дальнейшего расширения этих измерительных возможностей.