گرافن کليدي براي تعيين توالي ارزان و سريع
محققان در دانشگاه دلاوير جهت بررسي راهبرد جديدي براي تعيين توالي DNA بسيار سريع مبتني بر نانوحفره‌هاي حکاکي‌شده روي يک صفحه گرافن از مدل کردن رايانه‌اي قوي استفاده کرده‌اند.
برانيسلاو نيکوليک، يکي از اين محققان گفت که پايداري مکانيکي گرافن اين امکان را فراهم مي‌کند که بتوان با يک پرتوي الکتروني نانوحفرهاي در يک صفحه معلق گرافن ايجاد کرد.
در روش تعيين توالي که اين محققان پيشنهاد کرده‌اند، نانوحفرهاي در يک صفحه گرافن حکاکي مي‌شود و DNA از سرتاسر آن نانوحفره عبور کرده و رشته‌اي مي‌شود. سپس براي شناسايي حضور بازهاي مختلف DNA داخل اين حفره، از جرياني از يون‌‌ها ي عبورکننده بصورت عمودي از سرتاسر اين حفره يا جريان الکتريکي عبورکننده بطور متقاطع از سرتاسر گرافن، استفاده مي‌شود. نيکوليک گفت:" از آنجايي که گرافن ضخامتي به اندازه فقط يک اتم دارد، نانوحفرهاي که DNA از سرتاسر آن عبور کرده و رشته‌اي مي‌شود، با فقط يک باز DNA منفرد تماس دارد."
|
|
| http://pnu-club.com/imported/2012/08/986.jpg |
| طرح شماتيکي از اين افزاره پيشنهاد شده: جريان هدايت متقاطع بطور عمده اطراف لبه‌هاي زيگزاگي يک نانوروبان گرافني فلزي داراي يک نانوحفره، جريان مي‌يابد، در حالي که مولکول از سرتاسر اين نانوحفره عبور کرده و مدولاسيون- ويژه- نوکلئوباز چنين جريان‌هاي لبه‌اي را القاء مي‌کند. |
|
افزاره جديد پيشنهاد شده بوسيله اين محققان از نانوروبان‌هايي که نانوحفرهاي در آنها حکاکي شده است، استفاده مي‌کند. نيکوليک گفت که شيميدانان، مهندسان، دانشمندان مواد و فيزيکدانان در سه سال گذشته، روش‌هاي متنوعي براي ساخت نانوروبان‌هايي با يک الگوي زيگزاگي ويژه از اتم‌هاي کربن در طول لبه‌هايشان ارائه کرده‌اند. او ادامه داد که نانوروبان‌ها بدليل جريان‌هاي الکتريکي توليد‌شده از نظر مکانيکي کوانتومي که در طول لبه‌هايشان جريان دارند، قادر به تعيين توالي سريع و ارزان DNA هستند. چنين روش تعيين توالي سريع و ارزان DNA مي‌تواند براي رسيدن به عصر پزشکي شخصي‌شده کمک کند.
نيکوليک شرح داد:"ما اطلاعات بدست آمده از چندين سال تحقيق محاسباتي و تئوري روي انتقال الکتروني در گرافن را استفاده کرديم. اين تحقيقات براي افزايش مقدار جريان شناسايي در زيست‌حسگرمان از يک هزار به ميليون‌ها برابر، در مقايسه با ديگر افزاره‌هاي گزارش‌شده، انجام مي‌شد. دو سال پيش، بعضي از دانشمندان گفتند که افزاره ما غيرممکن است، اما بسياري از کساني که روي گرافن کار مي‌کنند، مي‌گفتند که هيچ چيزي غيرممکن نيست."
نيکوليک مي‌گويد که اين تحقيق به ما انرژي داده است و ما را براي شبيه‌سازي طرح‌هاي افزاه‌اي بهبود يافته اميدوار کرده است.
اين محققان جزئيات نتايج تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Nano Letters منتشر کرده‌اند. |
