Unikt værktøj til at demokratisere adgang til nanoporforskning

En nanopore er et lille hul i en tynd membran med en diameter på omkring en milliarddel af en meter, eller omkring bredden af ​​et enkelt DNA -molekyle. De potentielle anvendelser af disse nanoporer er så forskellige - fra medicin til informationsteknologi (IT) - at de kan få stor indflydelse på vores daglige liv. Nu demokratiserer et team af forskere ved University of Ottawa adgang til nanoporforskning ved at tilbyde et unikt værktøj til at fremskynde udviklingen af ​​nye applikationer og opdagelser.

Det innovative T.-Cossa Lab, hvilke undersøgelser anvendt enkeltmolekyle biofysik, kom på ideen om at forsyne forskningsmiljøet med protokollerne, hardware design, og software, der kræves for at fremstille solid-state nanoporer i en hurtig, lavpris, og fuldstændig automatiseret mode. Denne metode er nu tilgængelig i onlinejournalen Naturprotokoller .

Trækket er en velsignelse for forskere, der udvikler diagnostiske og sekventerende applikationer inden for sundhed, biovidenskab, og det, hvor det er nødvendigt at opdage og identificere enkelte biologiske molekyler som proteiner eller DNA med en nanopores nøjagtige præcision.

For første gang, vi gør vores unikke nanopore -fremstillingsværktøj frit tilgængeligt. Vi valgte at tilbyde vores patenterede nanopore -fremstillingsteknologi gratis til forskningsmiljøet, at hjælpe med at formidle det og udvide området for nanopore -forskning. "

Vincent Tabard-Cossa, professor i Institut for Fysik og direktør for Laboratory for Applied Single-Molecule Biophysics ved University of Ottawa

Solid-state nanoporer er nu veletablerede som enkelt-biomolekylære sensorer, der har et enormt løfte om hurtige og billige registrerings- og sekventeringsapplikationer, herunder hurtig identifikation af patogener, biomarkørkvantificering til præcisionsmedicin, metagenomik, mikrobiomanalyse, og kræftforskning. Imidlertid, indtil for nylig, dette løfte var blevet kvalt af det dyre, arbejdskrævende, og metoder med lavt udbytte, ved hvilke porerne blev fremstillet. For at løse dette problem, Professor Tabard-Cossa og hans team var banebrydende i en billig og skalerbar nanopore-fremstillingsmetode i solid state i 2012 kaldet kontrolleret sammenbrud (CBD), som siden er blevet den valgte metode, hvorved solid-state nanoporer fremstilles af forskningsgrupper rundt om i verden.

"For at fremme tilgængelig innovation, vi satte os for at lave et instrument og en arbejdsgang, der kunne betjenes med succes af en, der aldrig engang havde hørt om en nanopore, "sagde Matthew Waugh, laboratorieleder for T.-Cossa Lab. "Vi har allerede haft nogle fantastiske succeser gennem et lokalt videnskabeligt opsøgende program, hvor gymnasieelever har været i stand til uafhængigt at producere nanoporer og detektere individuelle DNA -molekyler på en enkelt eftermiddag ved hjælp af vores værktøjer."

CBD porefremstilling erstatter dyrt, manuelt betjente elektronmikroskoper med lave omkostninger, let at bruge, små bordplader, der automatisk fremstiller nanoporer til en given størrelse med et klik på en knap. Ifølge Dr. Tabard-Cossa, forskere kan nu fokusere deres opmærksomhed på at udvikle forskellige virkelige nanopore-applikationer på forskellige områder.

"En sådan applikation tackler det stigende behov for at gemme og arkivere enorme mængder digital information i meget lange tidsrum, "sagde Kyle Briggs, postdoktor i T.-Cossa-laboratoriet. "Naturen løste dette problem for længe siden med DNA, og en lignende tilgang vil fungere for os, hvor oplysningerne er gemt som sekvensen for en syntetisk polymer, reducere serverfarme ned til størrelsen af ​​et køleskab og spare milliarder af dollars i energiomkostninger og stegte harddiske. Solid-state nanoporer kunne muliggøre det næste store gennembrud inden for datalagring, da de kan bruges som element, der læser informationen fra polymererne, " han tilføjede.

• Undersøgelse bestemmer forekomsten af ​​fedtsygdom og fibrose blandt unge voksne i Storbritannien
• Parkinsons sygdom kan forebygges af tarmmikrober