اخیرا روش جدیدی برای شناسایی پروتئین‌ها ارائه شده است. در این روش از یک نانوحفره که میان دو محلول الکترولیت است استفاده شده به‌طوری که عبور پروتئین از نانوحفره و اتصال آن به گیرنده‌ها موجب تغییر جریان الکتریکی شده و فرآیند شناسایی انجام می‌شود.
استفاده از نانوحفره برای شناسایی پروتئین‌ها
محققان دانشگاه صنعتی مونیخ حسگر جدیدی مبتنی بر حفره‌های نانومقیاس از جنس نیمه‌هادی تولید کرده‌اند. با این حسگر احتمالا بتوان به آنالیز پروتئین‌ها در یک سلول پرداخت. پژوهشگران آلمانی در این دانشگاه، طی چند سال گذشته پتانسیل‌های موجود در حفره‌های نانومقیاس را نشان داده‌اند. اخیرا این گروه تحققاتی در یک کار مشترک با دانشگاه گوث فرانکفورت، با استفاده از نانوحفره‌ها موفق به ساخت حسگری انتخاب‌گر با حساسیت بالا در حد یک مولکول شدند. آخرین یافته‌های آنها در این پروژه در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Stochastic sensing of proteins with receptor-modified solid-state nanopores در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رساندند.
هدف اصلی محققان، تولید ادوات تشخیصی در مقیاس مولکولی است. البته در این پروژه هنوز به این نقطه نرسیده‌اند اما حسگری که ساخته شده، قادر است تک مولکول‌هایی از پروتئین هدف را شناسایی کند بدون این که نیاز به افزودن مواد شیمیایی نظیر برچسب باشد. از این سیستم می‌توان برای تسریع مطالعات ژنومیک و پروتئومیک استفاده کرد.
برای ساخت این حسگر از زیرلایه نیترید سیلیکون به ضخامت ۵۰ نانومتر استفاده می‌شود، بنابراین این غشاء یک تراشه نیمه‌هادی است. برای ایجاد حفره نانومقیاس می‌توان از روش‌های رایج نظیر لیتوگرافی پرتو الکترونی یا اچ یونی فعال استفاده کرد، با این روش‌ها حفره‌ای به ابعاد ۲۰ تا ۵۰ نانومتر به‌دست می‌آید. از رسوب بخار برای ایجاد پوشش طلا و تیتانیوم روی این حفره استفاده می‌شود. پس از این مراحل، نانوحفره‌ای مخروطی نوک تیز تشکیل می‌شود که قطر مخروط در حدود ۲۵ نانومتر است. روی سطح داخلی این حفره گیرنده‌های زیست شیمی قرار دارد، این گیرنده‌ها برای اتصال به پروتئین خاصی طراحی شده‌اند. در این آزمایشات، این تراشه در یک مخزن حاوی محلول الکترولیت قرار داده شده است که در یک سوی نانوحفره پروتئین مورد نظر وجود دارد. بین دو سوی نانوحفره جریان الکتریکی برقرار است. پروتئین‌ها در حین عبور از حفره به گیرنده متصل می‌شوند که این کار موجب تغییر مقدار بار الکتریکی در دو سوی حفره می‌شود. با بررسی مقدار تغییر بار الکتریکی می‌توان پروتئین هدف را شناسایی کرد.
پژوهشگران موفق شدند با این روش پروتئین‌های دارای هیستیدین را شناسایی کنند، همچنین تفاوت میان انواع مختلفی از آنتی بادی lgG را مشخص کردند. محققان معتقدند که این روش قابل استفاده برای بسیاری از پروتئین‌ها است.
نتایج این تحقیق در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.
