نانوحفره‌ها و آرایه‌های ساخته شده از آنها دارای خواص نوری پیچیده‌ای هستند. برای مثال نانوحفره‌ها می‌توانند نور را در یک دهم طول موج به دام بی‌اندازند. یک تیم تحقیقاتی به رهبری هرمان گوان از دانشگاه مونیخ نشان دادند پرتوهای نشر یافته از مولکول‌های دی ان ای فلورسانت، دارای تابشی وابسته به موقعیت این مولکول‌ها درون نانوحفره‌ها دارند. این موضوع برای توالی‌سنجی دی ان ای اهمیت زیادی دارد.
روشی برای قرار دادن DNA در وسط نانوحفره
در توالی‌سنجی دی ان ای پیشرفته، رشته‌های دی ان ای شکسته شده و به انتهای آنها برچسب فلورسانس الصاق می‌شود. سپس با رصد این برچسب‌ها می‌توان، فرآیند توالی‌سنجی را انجام داد. فیلیپ تینفیلد از محققان این پروژه می‌گوید: در روش‌های توالی‌سنج فعلی، مولکول‌های برچسب‌دار دی ان ای به صورت تصادفی در بخش‌های مختلفی از نانوحفره‌ها قرار می‌گیرند. این کار بدون نظم و ترتیب مشخصی انجام می‌شود. بنابراین، گاهی یک نانوحفره، خالی بوده و در یک نانوحفره دیگر نیز دو مولکول قرار می‌گیرد. در چنین شرایطی تنها نانوحفره‌ای که حاوی یک مولکول است می‌تواند برای توالی‌سنجی مورد استفاده قرار گیرد. اگر این مولکول در وسط نانوحفره قرار گیرد، اطلاعات بدست آمده دقیق‌تر خواهد شد.
در این پژوهش محققان آلمانی موفق شدند روشی ارائه کنند که با استفاده از آن می‌توان رشته‌های دی ان ای را دقیقا در وسط نانوحفره ۳۷۵ نانومتری قرار داد. نتایج نشان می‌دهد که نور نشر یافته از این دی ان ای بسیار درخشان‌تر از نوری است که از رشته‌های دیگر ایجاد می‌شود. فیلیپ تینفیلد می‌گوید: با استفاده از این روش ما می‌توانیم یک رشته دی ان ای حاوی برچسب را برداشته و دقیقا در جایی که لازم است قرار دهیم. برای این کار ما از نیروی مولکولی استفاده می‌کنیم به طوری که از قبل در محل مورد نظر با استفاده از سیستم‌های میکروسیالی، گروه‌های عاملی قرار داده‌ایم. در این پروژه محققان از میکروسکوپ نوری استفاده کردند اما از آنجایی که نانوحفره‌ها کوچک‌تر از طول موج نور هستند بنابراین برای مشاهده آنها باید از روش‌هایی افزایش دهنده قدرت تفکیک استفاده کرد.
از سوی دیگر رشته‌های دی ان ای قرار گرفته در این حفره‌ها می‌تواند به عنوان سایت‌هایی برای جذب مولکول‌های دیگر نظیر آنزیم‌ها باشد. با این کار می‌توان کارایی آرایه‌های زیستی را بهبود داد. چنین آرایه‌های زیستی برای شناسایی دارو یا ماده شیمیایی ویژه‌ای با حساسیت بالا مناسب خواهد بود.
نتایج این پژوهش در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.
