شناسایی و جداسازی پروتئین ها و ملکولهای کوچک به کمک نانو حفره ها

نانو حفره ها قادر به جداسازی رشته های DNA یا داروهای با کاربرد درمانی
از محلولها بر اساس اندازه حفره خود میباشند. یکی از محققان دانشگاه
MIT نانو حفره هایی ایجاد کرده است که قادر است ملکولهای خاصی را
شناسایی و با آنها واکنش دهد.

این محققان با قراردادن انواع پلیمر در فضای داخلی حفره ها توانستند
ملکولهای کوچک و پروئتین ها را بر اساس اندازه ، بار ومیزان آب گریزی
به کمک انواع نانو حفره های ابداعی خود جداسازی کنند. از این روش در
مواردی چون تست های تشخیصی پزشکی، تعیین توالی DNA و غشاء های سلولهای
سوختی می توان استفاده کرد.

به گفته یکی از محققان ، با ایجاد تغییرات در محفظه داخلی نانو حفره ها
به کمک پلیمرها امکان واکنش آنها با ملکولها در حین عبور فراهم می شود
با استفاده از انواع پلیمرها امکان کنترل اینکه چگونه ملکولها با نانو
حفره واکنش دهند مشخص میگردد و بدین ترتیب ملکولها را هنگام عبور از
نانو حفره می توان شناسایی کرد.

این روش مخصوصاً برای حسگرها از ارزش ویژه ای برخوردار است چرا که وجود
حتی یک ملکول باعث ایجاد تغییرات در خواص الکتریکی نانو حفره شده و
براحتی اندازه گیری و شناسایی می گردد. برای ساخت نانو حفره های مذکور
، محققان غشایی حاوی نانو حفره‌ها در محلولی از قلع فرو بردند. در این
حالت، یونهای قلع با بار مثبت به فضای درونی نانو حفره متصل شدند عبور
دادن محلول پلیمری با بار منفی از درون غشاء منجر به جذب ملکولهای
پلیمر به وسیله یونهای قلع گردید. ملکولهای پلیمر خود براحتی می توانند
با ملکولهای دیگر در فضای محدود شده جدید واکنش دهند .

این روش در مقایسه با روش های کنونی دارای مزایایی میباشد، چرا که
استفاده از پلیمرها امکان کنترل دقیق اندازه نانو حفره ها را ممکن می
سازد بعلاوه، در عین حال که استفاده ازاین پلیمر ها امکان انجام واکنش
های خاص را ممکن می سازد این روش سریع است و در چند دقیقه به پاسخ مورد
نظر می توان دست یافت . علاوه بر آن لایه یکدستی درون نانو حفره تشکیل
می گردد که رفتاری کاملاً قابل پیش بینی دارا خواهد بود. نانو حفره های
با بار داخلی منفی امکان عبور ملکولهای با بار مثبت را فراهم می سازند
و نانو حفره های با بار مثبت اجازه عبور ملکولهای با بار منفی را می
دهند. محققان دریافتند که نانو حفره های دارای پلیمرهای آب گریز امکان
عبور سریع ملکولهای آب گریز از غشاء را ممکن می سازند.

نتایج این مطالعه در شماره فوریه مجله Nature nanotechnology منتشر شده
است.