گروهی از محققان آمریکایی یک گام دیگر به تولید ابزار تشخیصی سریعی که می‌تواند هزاران نشانگر بیماری و شاخص‌های دیگر سلامتی را بررسی نماید، نزدیک‌تر شده‌اند. آنها اعلام کرده‌اند که چگونگی رمزگشایی سیگنال‌های الکتریکی تولید شده توسط یک نانوحفره را یاد گرفته‌اند.
پیشرفت جدید در ترجمه زبان نانوحفره‌ها
محققان موسسه ملی استاندارد و فناوری (“NIST”) یک گام دیگر به تولید ابزار تشخیصی
سریعی که می‌تواند هزاران نشانگر بیماری و شاخص‌های دیگر سلامتی را بررسی نماید،
نزدیک‌تر شده‌اند. آنها اعلام کرده‌اند که چگونگی رمزگشایی سیگنال‌های الکتریکی
تولید شده توسط یک نانوحفره را یاد گرفته‌اند. این نانوحفره یک «دروازه» با قطر
کمتر از ۲ نانومتر در یک غشای سلولی مصنوعی است.
نانوحفره‌ها پدیده‌های جدیدی نیستند؛ بیش از ده سال است که محققان تلاش می‌کنند از
یک حسگر الکتریکی مبتنی بر این حفرات برای توالی‌سنجی تک‌رشته‌های DNA استفاده کنند.
اخیراً نیز محققان NIST توجه خود را به استفاده از نانوحفرات در شناسایی، اندازه‌گیری
کمّی و تعیین مشخصات هر یک از ۲۰۰۰۰ پروتئین تولید شده توسط بدن معطوف داشته‌اند.
اما با وجودی که نانوحفره‌ها اجازه عبور تنها یک مولکول را در آنِ واحد از درون خود
می‌دهند، تعیین اینکه چه مولکولی از نانوحفره عبور کرده است، آسان نیست.
اعضای گروه تحقیقاتی NIST قبلاً روشی برای تعیین اندازه و غلظت هر نوع مولکولی که
از حفره عبور می‌کند، توسعه داده‌اند. حال آنها برای حل این مشکل، چگونگی برهمکنش
این مولکول‌ها با حفره را تعیین کرده‌اند. مدل تئوری جدید آنها فیزیک و شیمی چگونگی
تحلیل عملی هر مولکول توسط نانوحفره را توصیف می‌کند. این درک جدید می‌تواند موجب
پیشرفت بیشتر استفاده از نانوحفره‌ها در زمینه پزشکی شود.
جوزف راینر یکی از محققان این کار می‌گوید: «این کار ما را یک قدم به رسیدن به این
نانوحفرات به‌عنوان ابزارهای تشخیصی پزشکی نزدیک‌تر می‌کند. در حقیقت با این پیشرفت
انگار یک زبان دیگر به نرم‌افزار آموزش زبان معروف Rosetta Stone اضافه شده است و
حال ما می‌توانیم نوع مولکولی را که از حفره عبور کرده است، بخوانیم».
این گروه پژوهشی توانست با استفاده از این روش جدید، برهمکنش نوع خاصی از یک مولکول
بزرگ را با دهانه ورودی نانوحفره با دقت بسیار بالایی مدلسازی کند. این مولکول پلی
اتیلن گلیکول (PEG) بود، پلیمر شناخته‌شده‌ای که زنجیره‌هایی با طول‌های متفاوت
تشکیل می‌دهد.
جان کاسیانوویچ یکی دیگر از پژوهشگران این کار از NIST می‌گوید: «زنجیره‌های PEG
بسیار طولانی هستند، اما هر اتصال بسیار کوچک است. این یک آزمایش خوب بود، زیرا می‌خواستیم
بدانیم آیا این نانوحفره می‌تواند میان دو مولکول بسیار شبیه هم که تنها چند اتم
اختلاف درازا دارند، تمایز قائل شود».
ابزار این محققان توانست به راحتی طول‌های مختلف از PEG را از هم جدا نماید. مدلی
که آنها برای توصیف برهمکنش میان حفره و PEG توسعه داده‌اند، آنها را به این فکر
انداخته است که با تلاش بیشتر می‌توانند حسگرهای کوچک تنظیم‌شده‌ای بسازند که می‌توانند
چندین مولکول مختلف را به سرعت اندازه بگیرند.
