發布日期:2022-04-17 點擊率:31
美國國家標準與技術研究院(NIST)近期提出了一種高效、精確的DNA測序方法。通過將DNA分子從超薄的石墨片層結構的孔洞中拉動,通過測量石墨孔洞邊緣產生的電位變化,從而實現高速、高精度、高效率的DNA測序。該方法不同于以前的桑格爾測序法以及第二代第三代測序法。相關工作發表在《Nanoscale》上。
NIST的研究表明,該方法可以在一秒鐘時間內,識別約660億個堿基,而且有90%的準確性,并且沒有假陽性(falsepositive)?,F在的這個測序還僅僅停留在概念層次,如果真的能夠被實驗證明,該方法可能最終會比會常規DNA測序更快和更便宜,是真正面向未來的測序方法。
在20世紀70年代開發的常規測序,涉及分離、復制、打標簽和DNA的重組件,來讀取的遺傳信息。NIST的新方法則基于將DNA拉過納米孔道的理論。這個概念開創于20年前,基于帶電粒子(離子)通過納米通道,會引起電位的變化。時至今日,這個想法仍然很流行,但會造成諸如不必要的背景電流信號噪聲、或干擾,也面臨著選擇性不足的挑戰。
相比之下,NIST的新測序流程,是要建立臨時的化學鍵,依靠石墨烯的能力,從打破這些化學鍵,將機械應變信號轉變為電流信號。這實際上是一個很小的應變傳感器,科學家認為他們雖然沒有發明完整的技術,但是提出了一個新的物理原則,即有可能是遠遠優于其他測序方法。由于它的電性能和小型化的薄膜結構,石墨烯是在納米孔測序概念中非常合適。在新的NIST法,石墨烯納米帶(4.5X15.5納米)上有多個納米孔道(2.5納米寬),其中可以通過堿基。
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