p O mais recente avanço em sensores de nanoporos de estado sólido - dispositivos que são feitos com ferramentas padrão da indústria de semicondutores, mas que podem oferecer sensibilidade de molécula única para triagem de proteínas sem rótulo - expande seu saco de truques por meio da bionanotecnologia. Pesquisadores da Technische Universitaet Muenchen aprimoraram as capacidades dos nanoporos de estado sólido ajustando-os com placas de cobertura feitas de DNA. Essas placas de cobertura em nanoescala, com aberturas centrais adaptadas para várias funções de "porteiro", são formados pelo chamado origami de DNA - a arte de programar fitas de DNA para se dobrarem em estruturas personalizadas com propriedades químicas especificadas. p Os resultados são publicados em Angewandte Chemie International Edition .

p Ao longo dos últimos anos, O grupo de pesquisa do Prof. Hendrik Dietz na TUM vem refinando o controle sobre as técnicas de origami de DNA e demonstrando como as estruturas feitas dessa forma podem permitir investigações científicas em diversos campos. Enquanto isso, O grupo de pesquisa do Dr. Ulrich Rant tem feito o mesmo para sensores nanoporos de estado sólido, onde o princípio básico de funcionamento é estimular biomoléculas de interesse, um por vez, através de um orifício em escala nanométrica em uma placa fina de material semicondutor. Quando as biomoléculas passam ou permanecem em tal sensor, mudanças mínimas na corrente elétrica que flui através do nanopore se traduzem em informações sobre sua identidade e propriedades físicas. Agora Dietz e Rant, que são bolsistas do TUM Institute for Advanced Study, começaram a explorar o que essas duas tecnologias podem realizar juntas.

p O novo conceito de dispositivo - puramente hipotético antes desta série de experimentos - começa com a colocação de uma "nanoplaca" de origami de DNA sobre a extremidade estreita de um nanoporo de estado sólido cônico e afilado. "Ajustar" o tamanho da abertura central na nanoplaca de DNA deve permitir a filtragem das moléculas por tamanho. Um refinamento adicional, colocar receptores de DNA de fita simples na abertura como "isca, "deve permitir a detecção específica de sequência de moléculas" presas ". As aplicações concebíveis incluem telas de interação biomolecular e detecção de sequências de DNA. Em princípio, tal dispositivo poderia até servir de base para um novo sistema de sequenciamento de DNA.

p Passo a passo, os pesquisadores investigaram cada uma dessas idéias. Eles foram capazes de confirmar a automontagem de nanoplacas de origami de DNA personalizadas, e então sua colocação - após serem eletricamente guiados para a posição - sobre nanoporos de estado sólido. Eles foram capazes de demonstrar a filtragem de biomoléculas com base no tamanho e a detecção de isca / presa de moléculas-alvo específicas. "Estamos especialmente entusiasmados com o potencial seletivo da abordagem isca / presa para detecção de molécula única, "Dietz diz, "porque muitos componentes químicos diferentes além do DNA poderiam ser anexados ao local apropriado em uma nanoplaca de DNA."

p Aplicações de detecção de alta resolução, como sequenciamento de DNA, enfrentarão alguns obstáculos adicionais, Contudo, como Rant explica:"Por design, os nanoporos e seus porteiros de origami de DNA permitem a passagem de pequenos íons. Para algumas aplicações concebíveis, que se torna uma corrente de fuga indesejada que teria que ser reduzida, junto com a magnitude das flutuações atuais. "