Uma equipe de pesquisadores da Delft University of Technology (Holanda) anuncia um novo tipo de dispositivos nanoporos que podem impactar significativamente a maneira como rastreamos as moléculas de DNA, por exemplo, para ler sua seqüência. Em um artigo intitulado 'DNA Translocation through Graphene Nanopores' (publicado online em Nano Letras ), eles relatam uma nova técnica para fabricar minúsculos orifícios em uma camada de grafeno e conseguiram detectar o movimento de moléculas individuais de DNA que viajam por esse orifício.
Há uma corrida mundial para desenvolver estratégias rápidas e de baixo custo para sequenciar DNA, isso é, para ler o conteúdo do nosso genoma. Particularmente promissores para a próxima geração de sequenciamento são os dispositivos em que se mede em moléculas individuais. Imagine uma única molécula de DNA de uma de suas células (3 bilhões de bases, 1 metro de comprimento se você esticar da cabeça à cauda) que é lido - base por base - em tempo real enquanto desliza entre dois de seus dedos. Isso é o que dr pós-doutorado. Gregory Schneider no grupo do professor Cees Dekker e colegas do Kavli Institute of Nanoscience têm em mente. Eles agora demonstraram um primeiro passo nessa direção:deslizar uma única molécula de DNA através de um minúsculo orifício em nanoescala feito na membrana mais fina que a natureza pode oferecer, uma camada fina de grafeno com 1 átomo.
O grafeno é um material único e muito especial, e ainda amplamente disponível:Todo mundo tem grafeno em casa:o grafite é feito de camadas de grafeno e ocorre, por exemplo, no carbono de lápis, carvão, ou fuligem de vela. Mas nesta pesquisa, o grafeno é usado por causa da propriedade especial de que se podem fazer monocamadas de grafeno com a espessura de um átomo. Por que essa membrana ultrafina é importante? Vamos voltar àquele fio deslizando entre seus dedos. A distância entre duas bases no DNA é muito pequena, cerca de meio nanômetro, que é 100.000 vezes menor que a largura de um cabelo humano! Para ler cada base ao longo do DNA, portanto, é necessário um gravador menor do que meio nanômetro. Se seus dedos podem ser reduzidos a esse tamanho, você está no negócio. E é aqui que essas membranas de grafeno atomicamente finas são cruciais.
O que Schneider e seus colegas de trabalho fizeram foi fabricar um orifício em escala nanométrica - chamado de nanopore - na membrana de grafeno, que representa o gravador ideal. Eles demonstraram que moléculas únicas de DNA na água podem ser puxadas através de um nanoporo de grafeno e, importante, que cada molécula de DNA pode ser detectada ao passar pelo poro. A técnica de detecção é muito simples:ao aplicar uma voltagem elétrica através do nanopore, íons na solução começam a fluir pelo orifício e uma corrente é detectada. Essa corrente fica menor sempre que uma molécula de DNA entra no nanopore e bloqueia parcialmente o fluxo de íons. Cada molécula de DNA que desliza pelo poro é detectada por uma queda na corrente.
O DNA se move base por base através do nanoporo. Com o nanoporo de grafeno atomicamente fino, um em princípio tem o potencial para ler a sequência de DNA, base por base. Vários grupos em todo o mundo têm tentado realizar nanoporos de grafeno. Schneider et al são os primeiros a relatar seus resultados esta semana.
A translocação de DNA através de nanoporos foi desenvolvida antes pelo laboratório Dekker e outros, por exemplo, usando membranas de SiN. Os nanoporos de grafeno oferecem novas oportunidades - muito mais do que sequenciamento. Desde o grafeno, ao contrário de SiN, é um excelente condutor, um próximo passo óbvio é usar as propriedades condutoras intrínsecas do grafeno. Nanopores oferecem uma gama de oportunidades de sensores para a ciência e aplicações.
