محققان دانشگاه صنعتی دلف توانسته‌اند روش جدیدی را توسعه دهند که می‌تواند بار و قطر یک مولکول منفرد را برای اولین بار اندازه‌گیری کند.
تعیین توالی DNA با نانوحفره‌ها
محققان دانشگاه صنعتی دلف توانسته‌اند روش جدیدی را توسعه دهند که می‌تواند بار و قطر یک مولکول منفرد را برای اولین بار اندازه‌گیری کند. این روش، که در آن از نانوحفره‌‌های حالت- جامد استفاده می‌شود، می‌تواند مولکول‌های DNA دارای روکش پروتئینی را به دقت از مولکول‌های بدون روکش تمیز دهد. این توانایی می‌تواند در تعیین توالی DNA و شناسایی نشانه‌های بیماری‌های موروثی ژنتیکی مفید باشد.
این دانشمندان به رهبری چس دکر، کار خود را با اتصال مولکول‌های DNA، که روکشی از پروتئین‌های RecA داشتند، به یک ریزمهره شروع کردند. سپس این مولکول‌ها را نزدیک دهانه یک نانوحفره حالت- جامد در یک محلول یونی قرار دادند. با اعمال یک ولتاژ مناسب در عرض حفره، یکی از مولکول‌ها به داخل حفره کشیده شد و با بند مهره به حالت سکون در‌آمد.
شمایی از آزمایش، که نشاندهنده یک مولکول ترکیب شده با ریزمهره است که به صورت الکتروفورتیکی در یک نانوحفره به‌دام‌افتاده است.
هال توضیح می‌دهد: “حضور این مولکول باعث تغییر جریان اندازه‌گیری‌شده در نانوحفره می‌شود و همین تغییر می‌تواند راهی برای اندازه‌گیری اندازه‌ی مولکول باشد. با تغییر نیروی اعمالی به نانوحفره می‌توان یک منحنی یک بعدی از نیروی اعمال شده به مولکول رسم کرده و از روی آن اطلاعاتی در مورد بار موجود درآن بدست آورد. ”
نیروی خالص اندازه‌گیری‌شده بطور عمده نیروی الکترواستاتیکی عمل‌کننده روی مولکول باردار به خاطر اعمال ولتاژ الکتریکی می‌باشد. از آنجایی که رشته‌های DNA که دارای روکش پروتئینی هستند بار خالص بیشتری دارند، این رشته‌ها در یک ولتاژ معین نسبت به رشته‌های DNA برهنه نیروی بیشتری احساس می‌کنند.
این محققان با استفاده از ریزمهره‌ی به‌دام‌افتاده به‌عنوان “دستگیره”، قادر به کنترل مکان مولکول در داخل این نانوحفره نیز هستند. بنابراین آنها می‌توانند مکان انجام اندازه‌گیری‌های نیرو را به دلخواه در یک ناحیه مطلوب انتخاب کنند.
این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر کرده‌اند.
