Исследователи из Дельфтского технического университета (Нидерланды) научились выполнять наноразмерные отверстия в одно- и многослойном графене и регистрировать проходящие сквозь них молекулы ДНК.

Экспериментировать с подобными «нанопорами» биологи начали не сегодня, однако у всех предложенных вариантов был один серьёзный недостаток: глубина отверстия во много раз превышала расстояние между двумя основаниями в молекуле ДНК (для одноцепочечной ДНК — около 0,5 нм). Это не позволяло разработать высокоточную методику считывания отдельных оснований, движущихся сквозь отверстие.

Описанный авторами процесс создания «нанопор» довольно прост. Сначала подготовленные образцы графена переносятся с подложки из диоксида кремния на мембрану из нитрида кремния, в которой уже проделано отверстие диаметром 5 мкм. После этого отверстие выполняется в самом графене, для чего на образец направляют сфокусированный пучок электронов от просвечивающего электронного микроскопа. Действуя таким образом, экспериментаторы получали поры диаметром от 2 до 40 нм.

«Нанопоры» в многослойном графене (иллюстрация из журнала Nano Letters).

Метод регистрации проходящих молекул ДНК учёные также считают удобным и несложным. Графеновые мембраны помещаются в жидкость, и при подаче напряжения возникает ионный ток, который непрерывно измеряется. Когда в отверстие попадает молекула ДНК, величина тока временно уменьшается.

Работать с отдельными нуклеотидами в молекуле авторы пока не готовы, но реальная возможность увеличить разрешение методики, по их словам, существует.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Nano Letters ; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Дельфтского технического университета.