Валентин Урбан: aby se napít, známky a extáze Голосов: 1 Адрес блога: http://dubva1.livejournal.com/ Добавлен: 2008-08-04 10:21:30 блограйдером pinker

По обе стороны графена

2011-11-20 10:15:03 (читать в оригинале)

Углеродные мембраны шириной в один атом, отделяющие одну жидкость от другой, могут существенно понизить цена секвенирования ДНК.





Исследователи из Гарвардского института и Массачусетского технологического института (MIT) проявили, что графен (очень крепкий тонкий слой углерода шириной всего в один атом) может выступать в роли мембраны, отделяющей одну водянистую среду от другой. Проделав в таковой мембране крохотное отверстие поперечником в несколько нанометров, называемое нанопорой, ученые смогли измерить поток проходящих через нее ионов и показали, что длинноватые молекулы ДНК можно «протащить» через графеновую нанопору, как нить через игольное ушко.

«Толщина погруженной в жидкость графеновой пленки составляет наименее 1 нанометра, что во много раз меньше, чем у самой узкой мембраны, отделяющей клеточки живых организмов от среды, - гласит ведущий создатель статьи Славен Гарай (Slaven Garaj), научный сотрудник кафедры физики Гарвардского института. - Это делает графен самой узкой мембраной, способной отделять друг от друга два отсека, заполненных жидкостью. Толщину мембраны можно найти по ее взаимодействию с молекулами воды и ионами».

Графен, славящийся собственной прочностью, имеет и целый ряд других важных параметров – к примеру, способность проводить электронный ток.

«Графен не позволяет молекулам воды и ионам проходить через него, но разные частички могут «налипать» на обе стороны мембраны, которые разбиты расстоянием всего в один атом. Это оказывает влияние на электронную проводимость графена и может быть применено для сотворения хим детекторов, - гласит Евгений Головченко, доктор прикладной физики в Гарвардском институте и один из соавторов исследования, чьи новаторские работы положили начало исследованиям в области твердотельных мембранных материалов с искусственными нанопорами. - Я думаю, что углеродные пленки шириной в один атом могут стать новыми электронными устройствами, способными дать более глубочайшее осознание физики поверхностных явлений, также отыскать обширное практическое применение, к примеру, в хим детекторах либо для обнаружения отдельных молекул».

Графен не перестает поражать ученых своими бессчетными уникальными качествами и способностями практического внедрения - в электронике, солнечной энергетике, медицине и других областях.

Цзин Конг (Jing Kong), одна из соавторов статьи, размещенной в журнальчике Nature, и ее коллеги из MIT разработали и в первый раз применили способ получения довольно больших углеродных пленок, который был применен при проведении исследовательских работ.
Приобретенный графен расположили в кремниевую рамку, которая была вставлена меж 2-мя сообщающимися резервуарами с жидкостью. Электронное напряжение, приложенное к воды, принуждает находящиеся в ней ионы стремиться пройти через мембрану. Им это удается при наличии нанопор. В таком случае появляется электронный ток, который может быть зафиксирован и измерен.

Когда исследователи добавили в жидкость длинноватые цепочки ДНК, электрофоретическая сила «протягивала» их через нанопоры. При всем этом ДНК перекрыла поток ионов, что приводило к появлению соответствующего электронного сигнала, отражающего размер и строение биополимера.

Соавтор статьи Дэниел Брэнтон (Daniel Branton), доктор биологии Гарвардского института, является одним из исследователей, которые более 10-ка годов назад начали использовать нанопоры в искусственных мембранах для секвенирования ДНК. Совместно со своим сотрудником Дэвидом Димером (David Deamer) из Института штата Калифорния Брэнтон предложил использовать нанопоры для резвого считывания генетического кода – схожим образом можно «читать» телеграфные сообщения с перфорированной ленты.

Толщина графена (один-два атома) довольно мала, чтоб выявить границы примыкающих нуклеотидов – «букв» генетического кода, что не позволяли сделать другие мембраны. Но, чтоб воплотить в жизнь этот резвый и дешевый метод секвенирования ДНК, нужно решить ряд заморочек – а именно, отыскать метод контроля скорости прохождения ДНК через пору.

«Мы были первыми, кто показал перемещение ДНК через мембрану шириной в один атом. Уникальные характеристики графена могут приблизить денек, когда мечты о дешевом способе секвенирования ДНК воплотятся в действительность. Будущие исследования обещают быть очень интересными», - заключает Брэнтон.

По сообщению HarvardScience