可控納米孔可能會帶來單分子傳感器和更便宜的基因組測序
大阪大學的研究人員創造了電壓控制的納米孔,可以在顆粒試圖通過時捕獲它們,這可能會導致單分子傳感器,以及更便宜和更快的基因組測序。來自大阪大學科學與工業研究所的科學家們在二氧化矽中製造了納米孔,這些納米孔的直徑只有300納米,周圍是電極。
這些納米孔只需施加電壓就可以防止顆粒進入,這可能允許開發能夠檢測極小濃度目標分子的傳感器,以及下一代DNA測序技術。
納米孔是一種微小的孔,其寬度僅夠一個分子或粒子通過。納米粒子通過這些孔的運動通常可以被檢測為電信號,這使得它們成為新型單粒子傳感器一個有前途的平台。然而,迄今為止,對粒子運動的控制一直是一個挑戰。
大阪大學的科學家們利用集成納米機電系統技術生產了固態納米孔,寬度只有300納米,開口周圍有圓形鉑金柵極,可以防止納米粒子通過。這是通過選擇正確的電壓,拉動溶液中的離子產生逆流,阻止納米粒子的進入來實現的。
當通過表面電動勢對電滲流進行微調時,單納米粒子的運動可以通過施加在周圍柵極上的電壓來控制,當顆粒被困於納米孔開口處後,電泳吸引和水力拖動之間就可以產生微妙的力不平衡。屆時,顆粒可以被極慢地拉入,這可能會讓DNA等長聚合物以正確的速度穿出,從而進行測序。
目前的方法不僅可以實現對病毒等亞微米級物體更好的傳感精度,還可以為蛋白質結構分析提供一種方法。”資深雖然納米孔已經被用來根據產生的電流來確定各種目標分子的身份,但本項目所展示的技術可以讓更廣泛的分析物通過這種方式進行測試。例如,需要以非常可控的速度拉入的蛋白質和微RNA片段等小分子也可能被檢測出來。