Unikt verktøy for å demokratisere adgang til nanoporforskning

En nanopore er et lite hull i en tynn membran med en diameter på rundt en milliarddel av en meter, eller omtrent bredden på et enkelt DNA -molekyl. De potensielle anvendelsene til disse nanoporene er så forskjellige - fra medisin til informasjonsteknologi (IT) - at de kan ha stor innvirkning på vårt daglige liv. Nå demokratiserer et team av forskere ved University of Ottawa adgang til nanoporforskning ved å tilby et unikt verktøy for å fremskynde utviklingen av nye applikasjoner og funn.

Det innovative T.-Cossa Lab, som studerer anvendt enkeltmolekylær biofysikk, kom på ideen om å gi forskermiljøet protokollene, maskinvare design, og programvare som kreves for å produsere solid-state nanoporer i en rask, lav pris, og helt automatisert. Denne metoden er nå tilgjengelig i onlinejournalen Naturprotokoller .

Tiltaket er en velsignelse for forskere som utvikler diagnostiske og sekvenseringsapplikasjoner innen helse, biovitenskap, og det, hvor det er nødvendig å oppdage og identifisere enkeltbiologiske molekyler som proteiner eller DNA med den nøyaktige presisjonen til en nanopore.

For første gang, vi gjør vårt unike nanopore -produksjonsverktøy fritt tilgjengelig. Vi valgte å tilby vår patenterte nanopore -produksjonsteknologi gratis til forskningsmiljøet, å bidra til å spre det og utvide feltet for nanoporforskning. "

Vincent Tabard-Cossa, professor ved Institutt for fysikk og direktør for Laboratory for Applied Single-Molecule Biophysics ved University of Ottawa

Solid-state nanoporer er nå godt etablert som enkelt-biomolekylære sensorer som har et enormt løfte for raske og rimelige sensing- og sekvenseringapplikasjoner, inkludert rask identifisering av patogener, biomarkørkvantifisering for presisjonsmedisin, metagenomikk, mikrobiomanalyse, og kreftforskning. Derimot, inntil nylig, dette løftet hadde blitt kvalt av det dyre, arbeidskrevende, og metoder med lavt utbytte der porene ble fremstilt. For å løse dette problemet, Professor Tabard-Cossa og teamet hans var banebrytende for en billig og skalerbar nanopore-fremstillingsmetode for solid tilstand i 2012 kalt kontrollert sammenbrudd (CBD), som siden har blitt den foretrukne metoden for fremstilling av solid-state-nanoporer av forskningsgrupper rundt om i verden.

"For å fremme tilgjengelig innovasjon, Vi satte oss for å lage et instrument og en arbeidsflyt som kunne drives med hell av noen som aldri hadde hørt om en nanopore, "sa Matthew Waugh, laboratorieleder for T.-Cossa Lab. "Vi har allerede hatt noen fantastiske suksesser gjennom et lokalt vitenskapelig oppsøkelsesprogram der videregående studenter har klart å produsere nanoporer og oppdage individuelle DNA -molekyler på en ettermiddag ved å bruke verktøyene våre."

CBD porefremstilling erstatter dyrt, manuelt opererte elektronmikroskoper med lave kostnader, lett å bruke, små bordplater som automatisk produserer nanoporer til en gitt størrelse ved å klikke på en knapp. Ifølge Dr. Tabard-Cossa, forskere kan nå rette oppmerksomheten mot å utvikle forskjellige virkelige nanopore-applikasjoner på forskjellige felt.

"En slik applikasjon takler det økende behovet for å lagre og arkivere enorme mengder digital informasjon for veldig lange tidsperioder, "sa Kyle Briggs, postdoktor i T.-Cossa-laboratoriet. "Naturen løste dette problemet for lenge siden med DNA, og en lignende tilnærming vil fungere for oss, der informasjonen er lagret som sekvensen til en syntetisk polymer, redusere serverfarmer ned til størrelsen på et kjøleskap og spare milliarder av dollar i energikostnader og stekte harddisker. Solid-state nanoporer kan muliggjøre det neste store gjennombruddet i datalagring siden de kan brukes som elementet som leser informasjonen fra polymerene, " han la til.

• Studie avgjør prevalens av fettleversykdom og fibrose blant unge voksne i Storbritannia
• Parkinsons sykdom kan forebygges av tarmmikrober