Улучшена технология детектирования ДНК с помощью нанопор

Исследователи из EPFL создали "считыватель ДНК", который детектирует прохождение отдельных молекул ДНК через крошечное отверстие — нанопору с интегрированным графеновым транзистором.

Принцип работы:

• Молекулы ДНК в ионном растворе движутся под действием электрического поля через мембрану с нанопорой.
• Прохождение молекулы вызывает небольшое возмущение поля, которое обнаруживается как по модуляциям ионного тока, так и по сопутствующим изменениям тока в графеновом транзисторе.
• Эта информация позволяет определить факт прохождения молекулы ДНК.

Ключевое улучшение:

Новая система решает проблемы оригинальной 12-летней технологии (засорение пор, недостаточная точность) за счёт использования сверхтонкой мембраны из графена.

• Графеновый слой имеет толщину всего 0.335 нм, что точно соответствует расстоянию между двумя основаниями ДНК.
• В ранее использовавшихся материалах толщина составляла 15 нм, что не позволяло анализировать прохождение отдельных оснований.

Значение и перспективы:

• Метод обеспечивает гораздо более высокую точность и потенциально может быть использован для секвенирования ДНК.
• Однако, текущее ограничение — слишком высокая скорость прохождения (до 50 000 оснований за 5 мс) и недостаточно чёткий сигнал для "чтения" последовательности в реальном времени.
• Прорывом является сама возможность детектирования прохождения ДНК с помощью графеновых нанолент.
• Устройство также способно обнаруживать прохождение других белков и предоставлять информацию об их размере и/или форме.

Исследование поддержано грантом ERC и опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.