Новая грань применения графена – тончайший углеродный материал может быть использован как мембрана между двумя жидкостями - Гранит науки - 2010-09-29

Новая грань применения графена – тончайший углеродный материал может быть использован как мембрана между двумя жидкостями, а проделанные в ней поры будут проводником длинных цепочек ДНК, обнажающим свойства биологической молекулы.

В статье, которую в начале сентября опубликовали в журнале Nature (9 September, 2010) исследователи из Гарвардского университета (Harvard University) и Массачусетского Технологического Института (MIT), сообщается о ранее неизвестном свойстве одноатомного слоя углерода: графеновая пленка может служить мембраной, разделяющей два резервуара с жидкостями. И если в ней просверлить поры диаметром в несколько нанометров, то можно измерять обмен ионов, проходящих через такую мембрану, и более того – пропускать через них длинные нити ДНК. Ранее прохождение ДНК через нанопору было показано голландскими учеными из Дельфтского технологического университета (Delft University of Technology), и тогда обсуждались возможности использования нанопористых устройств для определения последовательности ДНК, о чем авторы писали в июльском выпуске Nano Letters. Сейчас речь идет о том, чтобы совместить способность графена служить мембраной между жидкостями с еще одним присущим ему свойством – электропроводностью.

Если приложить к графеновому слою, находящемуся в водном растворе, электрический ток, то ионы из водного раствора направятся к графену. Проходя через нанопоры, они подадут электрический сигнал, который может быть зарегистрирован. А если в водный раствор добавить длинноцепочечные ДНК, то и они одна за другой потянутся через нанопору, заблокировав прохождение ионов, и тогда электрический сигнал изменится. Характер изменения сигнала позволит исследователям определить размер каждой молекулы ДНК и идентифицировать составляющие ее нуклеотидные основания одно за другим. Для того, чтобы такой подход стал техникой секвенирования, т.е. расшифровки последовательности ДНК, нужно преодолеть некоторые преграды, в частности, научиться контролировать скорость прохождения нитей ДНК через нанопоры. «Мы первые, кто показал перемещение ДНК через мембрану толщиной буквально в один атом. Уникальная толщина графена может приблизить реализацию мечты о недорогом способе секвенирования» - считает один из авторов, профессор Гарварда Даниэль Брэнтон (Daniel Branton), комментируя открытие сетевому изданию gizmag.