نوع جدیدی از نانوحسگر در شناسایی و تشخیص بلوک‌های ساختمانی دی‌ان‌ای کشف شد

کد خبر: ۵۱۲۰۹۲

یک بنای عظیم را تصور کنید که فقط از ۴ مدل مصالح ساختمانی درست شده باشد، یا یک زبان پیچیده را در نظر بگیرید که الفبای آن بیشتر از ۴ حرف ندارد. دی‌ان‌ای زنجیره‌ای بلند و طویل از این حروف و بلوک‌های کوچک است.

محققان دانشگاه اوپسالا یک نوع جدید از نانوحسگر را که می‌تواند تک‌مولکول را تشخیص دهد، ساخته‌اند. این نانوحسگر، شامل ترکیبی از دو ماده مختلف است که برای شناسایی بلوک‌های مختلف ساختمانی در دی‌ان‌ای استفاده شده است.

آنچه واقعا در مورد این مطالعه چشمگیر و متمایز است و موجب موفقیت شده است، ترکیب گرافن (رسانای الکتریکی) و نیترید بور (عایق) در قالب یک ماده دوبعدی است. پیش از این، این دو ماده تنها به‌طور جداگانه در تلاش برای شناسایی مولکول استفاده می‌شدند.

تشخیص مولکول‌های منفرد از اهمیت زیادی در پزشکی و مراقبت‌های سلامت برخوردار است، اما به‌طور کلی روش‌هایی که در حال حاضر برای استفاده  به‌طور گسترده موجود هستند، بیش از حد پیچیده و گران‌قیمت هستند.

در این مطالعه نانوحسگری برای تشخیص رخداد چهار نوکلئوتید به‌طور طبیعی که بلوک‌های ساختمان از دی‌ان‌ای هستند، به کار گرفته شده است و در نتیجه محققان یک راه تازه سریع و ارزان را برای توالی‌یابی دی‌ان‌ای با اندازه‌گیری جریان الکتریکی کشف کردند.

در شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، یک سوراخ کوچک، به‌نام نانوحفره در سطح مشترک بین دو ماده ایجاد شد و زنجیره‌ای کوچک از مواد رسانای الکتریکی بین نانوحفره و نیترید بور عایق شکل گرفت. هنگامی که مولکول‌ها از میان نانوحفره حرکت می‌کنند، پتانسیل الکتریکی زنجیره تعدیل می‌شود و بنابراین رسانایی مواد تحت تاثیر قرار می‌گیرد. با اندازه‌گیری جریان الکتریکی در مواد، مولکول‌ها می‌توانند از طریق گشتاور دوقطبی مشخصه خود شناخته شوند.

این مطالعه همچنین مشمول فلورید هیدروژن بود که یک مولکول کوچک با دوقطبی الکتریکی بزرگ است که یک مدل سیستمی ایده‌آل برای ایجاد درک بهتری از چگونگی عملکرد نانوحسگر در خصوص تشخیص مولکول‌های بزرگتر و پیچیده‌تر است.

شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای در خلأ انجام شد و مولکول‌ها نسبت به زنجیره کربن و نانوحفره ثابت شدند.

رالف اسکچر (Ralph Scheicher) استادیار نظریه مواد در وزارت فیزیک و نجوم می‌گوید: در مطالعات آینده، ما می‌خواهیم جنبه‌های پویا از سیستم را بررسی کنیم. او معتقد است این آزمون‌ها هیجان‌انگیز خواهند بود، برای مثال می‌توان دید که چگونه سنسورها به آب  واکنش نشان می‌دهند.

 

منبع:

https://phys.org/news/2017-02-nanosensor-dna-blocks

Journal reference: Nanoscale

Read more at: https://phys.org/news/2017-02-nanosensor-dna-blocks.html#jCp

More from الهام اشرفی

ابزار سیار هوشمند برای تشخیص و درمان بیماری‌های وخیم

کد خبر: ۵۱۲۰۸۱ دهه‌های متوالی است که یافتن راه‌حل‌های عملی برای تشخیص...
مشاهده مطلب

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *