Unikátny nástroj na demokratizáciu vstupu do oblasti výskumu nanopórov

Nanopór je malá diera v tenkej membráne s priemerom približne miliardtinu metra, alebo o šírke jednej molekuly DNA. Potenciálne aplikácie týchto nanopórov sú tak rozmanité - od medicíny po informačné technológie (IT) -, že by mohli mať zásadný vplyv na náš každodenný život. Tím vedcov z Ottawskej univerzity teraz demokratizuje vstup do oblasti výskumu nanopórov tým, že ponúka jedinečný nástroj na urýchlenie vývoja nových aplikácií a objavov.

Inovatívne laboratórium T.-Cossa, ktoré študujú aplikovanú jednomolekulárnu biofyziku, prišiel s myšlienkou poskytnúť výskumnej komunite protokoly, hardvérové ​​návrhy, a softvér potrebný na rýchlu výrobu polovodičových nanopórov, nízke náklady, a úplne automatizovaná móda. Táto metóda je teraz k dispozícii v online denníku Prírodné protokoly .

Tento krok je prínosom pre výskumníkov, ktorí vyvíjajú diagnostické a sekvenčné aplikácie v oblasti zdravia, vedy o živote, a to, kde je potrebná schopnosť detekovať a identifikovať jednotlivé biologické molekuly, ako sú proteíny alebo DNA, s presnou presnosťou nanopóru.

Prvýkrát, voľne sprístupňujeme náš jedinečný nástroj na výrobu nanopórov. Rozhodli sme sa bezplatne ponúknuť našu patentovanú technológiu výroby nanopórov výskumnej komunite, pomôcť šíriť ho a rozšíriť oblasť výskumu nanopórov “.

Vincent Tabard-Cossa, profesor na Katedre fyziky a riaditeľ Laboratória aplikovanej jednomolekulovej biofyziky na Univerzite v Ottawe

Polovodičové nanopóry sú teraz dobre zavedené ako snímače s jednou biomolekulou, ktoré sú veľkým prísľubom pre rýchle a lacné aplikácie snímania a sekvenovania, vrátane rýchlej identifikácie patogénov, kvantifikácia biomarkerov pre presnú medicínu, metagenomika, mikrobiómová analýza, a výskum rakoviny. Avšak, až do nedávnej doby, tento sľub bol potlačený drahými, náročné na prácu, a metódy s nízkym výťažkom, ktorými boli vyrobené póry. Na vyriešenie tohto problému Profesor Tabard-Cossa a jeho tím boli v roku 2012 priekopníkmi lacnej a škálovateľnej metódy výroby nanopórov v pevnom stave s názvom kontrolované odbúravanie (CBD), ktorá sa odvtedy stala metódou voľby, ktorou nanopóry v pevnej fáze vyrábajú výskumné skupiny po celom svete.

„Na podporu prístupných inovácií rozhodli sme sa vytvoriť nástroj a pracovný postup, ktoré by mohol úspešne ovládať niekto, kto o nanopore nikdy ani nepočul, “povedal Matthew Waugh, vedúci laboratória laboratória T.-Cossa. "Už sme dosiahli niekoľko úžasných úspechov prostredníctvom miestneho programu vedeckej podpory, kde študenti stredných škôl dokázali nezávisle vyrábať nanopóry a detegovať jednotlivé molekuly DNA za jediné popoludnie pomocou našich nástrojov."

Výroba pórov CBD nahrádza drahé, ručne ovládané elektrónové mikroskopy s nízkymi nákladmi, jednoduché použitie, malé stolné prístroje, ktoré automaticky vyrábajú nanopóry na danú veľkosť kliknutím na tlačidlo. Podľa doktora Tabard-Cossu, Vedci teraz môžu zamerať svoju pozornosť na vývoj rôznych aplikácií nanopórov v reálnom svete v rôznych oblastiach.

„Jedna taká aplikácia rieši rastúcu potrebu uchovávať a archivovať obrovské množstvo digitálnych informácií vo veľmi dlhých časových intervaloch, “povedal Kyle Briggs, postdoktorand v laboratóriu T.-Cossa. „Príroda tento problém už dávno vyriešila pomocou DNA, a podobný prístup bude fungovať aj u nás, v ktorom sú informácie uložené ako postupnosť syntetického polyméru, zníženie serverových fariem až na veľkosť chladničky a úspora miliárd dolárov v nákladoch na energiu a vyprážaných pevných diskoch. Pevné nanopóry by mohli umožniť ďalší zásadný prielom v ukladaní údajov, pretože ich možno použiť ako prvok, ktorý číta informácie z polymérov, " pridal.

• Štúdia určuje prevalenciu tukových ochorení pečene a fibrózy u mladých dospelých vo Veľkej Británii
• Parkinsonovej chorobe sa dá predísť črevnými mikróbmi