Um sistema acoplado de dois detectores em miniatura chamados nanoporos melhora a detecção de moléculas biológicas, incluindo DNA e marcadores de doença precoce.

A capacidade de controlar o movimento de moléculas biológicas individuais é a chave para melhorar uma ampla gama de aplicações biofísicas e diagnósticas, como o sequenciamento de DNA e a detecção de moléculas raras ligadas ao diagnóstico e prognóstico de doenças.

Nos últimos anos, nanoporos - minúsculos orifícios dentro de materiais isolantes - surgiram como uma ferramenta promissora capaz de realizar essas tarefas. Na detecção de nanopore, moléculas individuais são passadas por um orifício muito pequeno do tamanho de um nanômetro. Este processo resulta em cada molécula produzindo uma assinatura única, sem a necessidade de preparação demorada da amostra ou modificação química.

Contudo, quanto menor a molécula, mais difícil é detectar. Um controle muito preciso é necessário para selecionar moléculas individuais e mantê-las no lugar por tempo suficiente para serem analisadas.

Em um esforço colaborativo, equipes lideradas pelo Dr. Alex Ivanov e Professor Joshua Edel no Imperial College London e Professor Cees Dekker na Delft University of Technology desenvolveram um sensor em nanoescala que contém moléculas para facilitar uma melhoria de quase 100x nos tempos de leitura.

A nova tecnologia, relatado no jornal Nano Letras , funciona controlando ativamente o transporte de moléculas em suspensão usando uma arquitetura de nanopore duplo, onde dois nanoporos são separados por um intervalo de aproximadamente 20 nm de largura (20 bilionésimos de um metro). Isso efetivamente 'captura' moléculas por tempo suficiente para que os nanoporos obtenham leituras precisas.

Co-líder do estudo, Dr. Ivanov, do Departamento de Química do Imperial, disse:"Inicialmente, ambas as equipes desenvolveram sistemas independentemente onde dois desses detectores em nanoescala são fabricados em estreita proximidade. Contudo, no presente estudo, combinamos os benefícios de ambos os métodos para alcançar uma melhoria significativa no bloqueio de moléculas individuais na cabeça do detector. "

Além disso, o método também permite o controle preciso do transporte molecular e o embaralhamento de moléculas individuais de um detector para outro com quase 100% de eficiência.

Professor Edel, também do Departamento de Química do Imperial, comentou:"A força e confiabilidade da plataforma abre uma infinidade de aplicações possíveis. Por exemplo, a implementação de um mecanismo de controle de feedback permitiria uma melhor modulação e controle do transporte molecular.

"Como um exemplo, tal mecanismo pode ser usado para realizar múltiplas leituras da mesma molécula de DNA, produzindo informações mais precisas sobre as moléculas que estão sendo sondadas. "

O Dr. Ivanov acrescentou:"Todo o projeto só foi possível graças ao entusiasmo dos jovens membros da equipa, incluindo Paolo Cadinu, Giulia Campolo na Imperial e Sergii Pud na Delft University of Technology, todos com experiências e experiências diversas. Recentemente, recebemos uma doação do Imperial European Partners Fund para desenvolver ainda mais nossa colaboração. "