石墨烯传感器用于推进诊断基因组测序

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阿肯色大学的研究人员正在美国国立卫生研究院的支持下共同努力,使基于石墨烯的传感器具有前景,这些传感器可以对患者的基因组进行测序,从而更准确地预测疾病。机械工程教授Steve Tung和生物工程教授Jin-Woo Kim获得了NIH人类基因组研究所的资助(大约40万美元),用于开发纳米级技术,旨在使DNA测序更快,更便宜,更容易。

该研究的基础建立在纳米通道测量的概念之上,其中单个DNA链通过一个微小的通道。这些股线的通过中断了电流,传感器检测到中断的性质,告诉科学家哪些核苷酸已通过通道。

董建华说,挑战就是规模。“对于传感器,你通常希望传感器小于它感应的东西,”他说。“因此,当您感知DNA时,这意味着您的粒径不到1纳米”。如果传感器太大,董说,它会降低结果的准确性。

该研究的目的是使用石墨烯来构建传感器,但要做到这一点,Tung和Kim必须找到一种方法将一片石墨烯还原为单股。研究人员认为单链可以更有效地记录DNA序列。

Tung和Kim将面临的第二个问题是如何以一致的方式通过测量通道绘制单链DNA。他们对这个问题的回答是原子力显微镜(AFM)和称为DNA聚合酶或DNA解旋酶的蛋白质的独特收敛。“我们正在研究使用原子力显微镜(AFM)拖动DNA,同时酶可以通过传感元件展开DNA,从而控制DNA的速度和方向,从而确保准确测量,”Kim说。

“这是解决问题的跨学科方法的一个很好的例子,”金说。Kim将自己描述为一名“混血儿”,他既是一名生物学家又是一名生物和化学工程师。他说,该项目非常适合他的研究重点,通过巧妙地将生物学与工程学相结合,通过新颖的混合技术发展推进科学与工程。

他说,董建华参与这个项目是独一无二的。机械工程师很少从美国国立卫生研究院获得资金,因为NIH项目通常更直接地属于生物医学工程领域。

Tung和Kim表示,他们认为跨学科方法是工程学的未来,NIH奖项将允许这对学生带来研究生和博士后研究员来协助该项目。

(文章源于graphene-info网,由石墨烯材料网 www.91shimoxi.com 翻译编辑整理)


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