固体纳米孔中DNA传输行为和机制的研究取得了一系列进展

资料来源：科技部生物中心，2022-01-26 08:37

近日，中国科学院重庆绿色智能技术研究所精准医学单分子诊断技术研究中心在固体纳米孔中DNA传输行为及机理研究方面取得了一系列进展，相关成果发表在《纳米快报碳、传感器与执行器》B: Chemical上。DNA中包含的信息可以用来确定遗传病的根本原因和开发特定的药物。因此，获取其信息对。

近日，中国科学院重庆绿色智能技术研究院精密医学单分子技术研究中心在固体孔隙中DNA传输行为及机理研究方面取得了一系列进展，相关成果发表在《纳米快报碳、传感器与执行器》B: Chemical上。

DNA中包含的信息可以用来确定疾病的根本原因和开发特定的药物。因此，获取其信息对于分子生物学和个人医学来说非常重要。孔隙技术作为一种新型传感技术，已经广泛应用于核酸、蛋白质等生物大分子的检测和分析，是研究DNA所携带信息的有力工具。然而，对DNA在孔隙中的传输行为和纳米孔入口附近的行为的研究和分析有待发展。

近日，在单核苷酸(DNA结构单元)与纳米孔相互作用行为及机理的研究中，中国科学院重庆绿色智能技术研究所团队与中国科学院院士、北京大学教授张进团队合作，利用单个超长碳纳米管制备了碳纳米管检测芯片，该芯片识别了4种单核苷酸的特征电流信号，揭示了碳纳米管直径与其中单核苷酸(Nano Letters)传输行为的关系。此外，研究人员利用聚焦离子束直写技术，成功在单层石墨烯薄膜上高精度制备了亚2 nm纳米孔，并结合室温离子液体，研究了单核苷酸与单层碳原子的相互作用，首次实现了石墨烯纳米孔对单核苷酸类型(sensor and actuator B:Chemical)的精确识别。

在长链DNA与纳米孔相互作用行为和机理的研究中，重庆研究院的研究之眼与中国科学院金属研究所研究员常陆合作，提出并构建了一种新型纳米晶石墨纳米孔，研究了DNA在纳米孔(碳)中的传输行为和机理。重庆研究院的研究人员还通过基于荧光方法的光电联合检测，观察了DNA在纳米孔附近的运动行为。研究发现，当两个孔之间的距离小于DNA的长度时，容易形成纳米“拖拽”平台现象，相邻孔之间，孔径较大的纳米孔优先被堵塞。当多孔距离大于DNA长度时，孔径较小的纳米孔更容易被堵塞。通过直接观察，解释了纳米孔在检测DNA中的堵塞现象，为阵列纳米孔的设计提供了实验依据。

此前，为了解决现有纳米孔制备技术中加工成本高、阵列制备困难的工程技术难题，重庆研究院的研究人员开发了一种新型纳米孔制备技术和装置，改进了介质击穿法施加电场的方式，基于纳米操控技术控制纳米针尖电场瞬间接触纳米薄膜，实现了1-60 nm范围内固体纳米孔的快速可控制备。该设备可以处理单个纳米孔或纳米孔阵列。(100yiyao.com)

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