پژوهشگرانی از دانشگاه صنعتی دلفت از نوع جدیدی از افزاره‌های نانوحفره‌ای خبر می‌دهند که می‌تواند به‌طور قابل ملاحظه‌ای روش غربال مولکول‌های DNA و برای مثال خواندن توالی آنها را تحت تأثیر قرار دهد.
تعیین توالی DND با نانوحفره‌های گرافنی
پژوهشگرانی از دانشگاه صنعتی دلفت از نوع جدیدی از افزاره‌های نانوحفره‌ای خبر می‌دهند که می‌تواند به‌طور قابل ملاحظه‌ای روش غربال مولکول‌های DNA و برای مثال خواندن توالی آنها را تحت تأثیر قرار دهد. آنها تکنیک تازه‌ای برای ساخت حفره‌های ریز در لایه‌ای از گرافن گزارش کرده‌اند که می‌تواند در آشکارسازی حرکت مولکول‌های DNA منفرد در حین عبور آنها از چنین نانوحفره‌هایی مفید باشد.
رقابت جهانی شدیدی برای توسعه روش‌های سریع و ارزان جهت تعیین توالی DNA، یعنی خواندن محتوای ژنی آنها، وجود دارد. در این پژوهش از گرافن استفاده شده است، زیرا این ماده دارای خاصیت ویژه‌ای است که می‌تواند به‌صورت ورقه‌های تک‌لایه‌ای با ضخامت یک اتم ساخته شود. چرا چنین غشای فوق العاده نازکی مهم است؟ فاصله دو باز DNA بسیار کوچک است و در حدود نیم نانومتر است. برای خواندن هر باز DNA نیاز به افزاره‌ای است که کوچک‌تر از نیم نانومتر باشد. و اینجاست که چنین غشاءهای گرافنی نازک اتمی می‌توانند حیاتی باشند.
کاری که این محققان انجام دادند، ایجاد حفره‌های نانومتری – به نام نانوحفره – در غشاء گرافنی بود که چنین افزاره ایده‌آلی را ارائه می‌داد. آنها نشان دادند که مولکول‌های منفرد DNA در آب می‌توانند از طریق این نانوحفره‌ها بیرون کشیده شوند و مهمتر از آن اینکه مولکول DNA در حین عبور از حفره می‌تواند آشکارسازی شود. تکنیک آشکارسازی بسیار ساده است: با اعمال یک ولتاژ الکتریکی در عرض این نانوحفره، یون‌های داخل محلول شروع به‌حرکت در طول حفره می‌کنند و یک جریان الکتریکی آشکارسازی می‌شود. هنگامی که یک مولکول DNA از حفره عبور می‌کند باعث مسدود شدن حرکت یون‌ها می‌شود و در نتیجه جریان کاهش می‌یابد. بنابراین با چنین افت جریانی می‌توان عبور DNA را آشکارسازی نمود.
مولکول DNA به صورت باز به باز از این نانومنفذ عبور می‌کند. از لحاظ اصولی، با چنین نانوحفره گرافنی نازک اتمی می‌توان توالی DNA را به‌صورت باز به باز قرائت کرد.
روش تعیین توالی مولکول‌های DNA هنگام عبور آنها از نانوحفره‌ها قبلاً استفاده شده‌است، ولی این نانوحفره‌های گرافنی فرصت‌های جدید بسیاری ایجاد می‌کنند. گروه‌های زیادی در سطح جهان سعی در عملی ساختن نانوحفره‌های گرافنی داشته و دارند.
این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر کرده‌اند.
