Strumento unico per democratizzare l'ingresso nel campo della ricerca sui nanopori

Un nanoporo è un minuscolo foro in una membrana sottile con un diametro di circa un miliardesimo di metro, o circa la larghezza di una singola molecola di DNA. Le potenziali applicazioni di questi nanopori sono così diverse - dalla medicina alla tecnologia dell'informazione (IT) - che potrebbero avere un impatto importante sulla nostra vita quotidiana. Ora un team di ricercatori dell'Università di Ottawa sta democratizzando l'ingresso nel campo della ricerca sui nanopori offrendo uno strumento unico per accelerare lo sviluppo di nuove applicazioni e scoperte.

L'innovativo laboratorio T.-Cossa, che studia la biofisica applicata alla singola molecola, ha avuto l'idea di fornire alla comunità di ricerca i protocolli, progetti di hardware, e il software necessario per fabbricare nanopori allo stato solido in modo rapido, basso costo, e moda completamente automatizzata. Questo metodo è ora disponibile nel diario online Protocolli Natura .

La mossa è una manna per i ricercatori che sviluppano applicazioni diagnostiche e di sequenziamento nel settore sanitario, Scienze di vita, ed esso, dove è necessario essere in grado di rilevare e identificare singole molecole biologiche come proteine ​​o DNA con l'esatta precisione di un nanoporo.

Per la prima volta, stiamo rendendo disponibile gratuitamente il nostro strumento unico per la fabbricazione di nanopori. Abbiamo scelto di offrire gratuitamente alla comunità di ricerca la nostra tecnologia brevettata di fabbricazione dei nanopori, per contribuire a diffonderlo ed espandere il campo della ricerca sui nanopori."

Vincent Tabard-Cossa, professore presso il Dipartimento di Fisica e Direttore del Laboratorio di Biofisica Applicata delle Singole Molecole presso l'Università di Ottawa

I nanopori allo stato solido sono ora ben consolidati come sensori a biomolecola singola che offrono enormi promesse per applicazioni di rilevamento e sequenziamento veloci e a basso costo, compresa la rapida identificazione degli agenti patogeni, quantificazione di biomarcatori per la medicina di precisione, metagenomica, analisi del microbioma, e ricerca sul cancro. Però, fino a poco tempo fa, questa promessa era stata soffocata dal costoso, ad alta intensità di lavoro, e metodi a basso rendimento con cui sono stati fabbricati i pori. Per affrontare questo problema, Il professor Tabard-Cossa e il suo team hanno aperto la strada a un metodo di fabbricazione di nanopori a stato solido economico e scalabile nel 2012 chiamato ripartizione controllata (CBD), che da allora è diventato il metodo preferito con cui i nanopori allo stato solido vengono fabbricati da gruppi di ricerca in tutto il mondo.

"Per promuovere l'innovazione accessibile, abbiamo deciso di creare uno strumento e un flusso di lavoro che potessero essere gestiti con successo da qualcuno che non aveva mai nemmeno sentito parlare di un nanoporo, " ha detto Matthew Waugh, responsabile di laboratorio del Laboratorio T.-Cossa. "Abbiamo già avuto degli incredibili successi attraverso un programma di divulgazione scientifica locale in cui gli studenti delle scuole superiori sono stati in grado di produrre in modo indipendente nanopori e rilevare singole molecole di DNA in un solo pomeriggio utilizzando i nostri strumenti".

La fabbricazione dei pori del CBD sostituisce il costoso, microscopi elettronici manuali a basso costo, facile da usare, piccoli strumenti da banco che fabbricano automaticamente i nanopori di una determinata dimensione con un clic di un pulsante. Secondo il dottor Tabard-Cossa, i ricercatori possono ora concentrare la loro attenzione sullo sviluppo di diverse applicazioni dei nanopori del mondo reale in vari campi.

"Una di queste applicazioni risponde alla crescente necessità di archiviare e archiviare enormi quantità di informazioni digitali per tempi molto lunghi, " ha detto Kyle Briggs, assegnista di ricerca nel laboratorio T.-Cossa. "La natura ha risolto questo problema molto tempo fa con il DNA, e un approccio simile funzionerà per noi, in cui le informazioni sono memorizzate come la sequenza di un polimero sintetico, riducendo le server farm alle dimensioni di un frigorifero e risparmiando miliardi di dollari in costi energetici e dischi rigidi fritti. I nanopori a stato solido potrebbero consentire il prossimo importante passo avanti nella memorizzazione dei dati poiché possono essere utilizzati come elemento che legge le informazioni dai polimeri, " Ha aggiunto.

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