پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا با استفاده از میکروسکوپ TEM موفق به ایجاد نانوحفره در سطح گرافن شدند، این گروه از این نانوحفره برای توالیسنجی DNA استفاده کردند. حساسیت این روش هزار برابر بیشتر از روشهای پیشین است.
افزایش حساسیت و سرعت توالیسنجی DNA با نانوحفره گرافنی
دستورالعمل فعالیتهای بدن توسط DNAها تعریف میشود، اگر رشتههای DNA بدن از هم باز شوند بیش از ۳ میلیارد حرف طول خواهد داشت. این رشتهها در بدن هر کس به صورت ویژه و منحصر به فرد است و تعیین توالی آن کاری ارزشمند و گرانقیمت محسوب میشود.
پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا گام موثری در مسیر تحقق رویای توالیسنجی برداشتهاند، آنها از یک نانوحفره برای شناسایی بازهای تشکیل دهنده DNA استفاده کردند. این گروه تحقیقاتی از گرافن به عنوان حسگر شناسایی بازهای DNA استفاده کردند.
محققان این پروژه نشان دادند که چگونه میتوان گرافن را سوراخ کرد بدون این که آسیبی به آن وارد شده یا خواص الکترونیکی آن دچار زوال شود. نتایج این پژوهش در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.
گروه تحقیقاتی درندیکس پیش از این نشان داده بود که میتوان با عبور DNA از میان نانوحفره ژنها را شناسایی کرد. دراین پژوهش جدید آنها گرافن را سوراخ کرده و از آن به عنوان حسگر استفاده کردند. در این پژوهش در دو طرف این ورق گرافنی محلول یونی قرار داده شده که عبور رشته DNA از میان نانوحفره میتواند موجب تغییر پتانسیل میان دو سوی گرافن شود. در واقع میزان یونهای عبوری از میان نانوحفره در اثر عبور رشته DNA تغییر کرده که این به صورت سیگنال الکتریکی ایجاد میشود. این سیگنال متناسب با نوع باز عبوری از نانوحفره است.
پیش از این تلاشهای زیادی برای بهبود این روش صورت گرفته بود، این گروه تحقیقاتی دریافتند که گرافن به دلیل خواص الکتریکی خود میتواند حساسیت کار را افزایش دهد. نتایج نشان داد که حساسیت این روش هزار مرتبه بیشتر از روشهای دیگر بوده که این به معنای افزایش سرعت توالی سنجی است.
پژوهشگران این پروژه با استفاده از TEM گرافن را سوراخ کردند اما تابش پرتوهای پرانرژی الکترون موجب آسیب دیدن گرافن شد، برای حل این مشکل محققان از مود روبشی میکروسکوپ TEM استفاده کردند. محققان معتقداند که این پروژه میتواند مشکل بسیاری از نانوحسگرها را حل کند، صرف نظر از این که نانوحسگر از گرافن، نانولوله کربنی یا نانوسیم ساخته شده باشد، یافتههای این پژوهش میتواند مسیر استفاده از TEM در ساخت نانوحسگرها را هموارتر کند.
