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納米孔尺度對DNA輸運(yùn)速度的影響
閱讀：291 發(fā)布時(shí)間：2013-9-30基于納米孔單分子傳感器的第三代DNA測序技術(shù),，因其低成本，高通量等優(yōu)勢很有可能成為人類測序*的創(chuàng)舉,。zui近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),，DNA在穿過10.8納米的納米孔道時(shí)的速度比穿過4.8納米的納米孔的速度降低了一倍,，這對于實(shí)現(xiàn)DNA減速及單堿基測序意義重大。
這篇名為“氮化硅納米孔尺度對poly（dT）30單鏈DNA過孔信號的影響機(jī)理”的研究論文發(fā)表于《中國科學(xué)：技術(shù)科學(xué)》英文版2013年第10期,，從實(shí)驗(yàn)和理論上解釋了DNA穿過大孔的輸運(yùn)速度較小孔慢的原因,，由東南大學(xué)江蘇省微納生物醫(yī)療器械設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室*飛教授擔(dān)任通訊作者，其博士生司偉撰寫,。
自2006年公布了人類*號染色體的基因測序圖之后,，基因測序技術(shù)繼續(xù)不斷發(fā)展成熟，然而距離1000美元24小時(shí)測序的目標(biāo)還存在一定距離,。其中主要原因之一是DNA在納米孔測序時(shí)的過孔速度極快,，甚至達(dá)到10個(gè)堿基每微妙。要想檢測DNA的序列,，目前可以從兩方面著手：一,，提高檢測設(shè)備的采樣頻率（達(dá)到2MHz以上）；二,，降低DNA的過孔速度,。
*飛教授認(rèn)為結(jié)合現(xiàn)有的電子采頻現(xiàn)狀要將檢測頻率提高到2MHz還是比較困難的，因此目前只能通過某種其他途徑來提高DNA過孔的時(shí)間,，從而實(shí)現(xiàn)測序,。
該課題組在測序方面有所突破其中*的因素之一，是他們的高精度加工工藝：首先經(jīng)過濕法刻蝕的方法將硅-氮化硅薄膜上的硅膜刻穿,，露出氮化硅薄膜,，然后用聚焦離子束（FIB）對氮化硅薄膜進(jìn)行減薄粗加工，將氮化硅薄膜厚度減薄到約10納米厚,，zui后用掃描電子顯微鏡（TEM）在減薄區(qū)域加工10納米以下的納米孔,。
通過實(shí)驗(yàn)（圖1）和理論模擬（圖2），他們相信,，雖然納米孔測序技術(shù)現(xiàn)在還有亟待解決的瓶頸,，但是zui終實(shí)現(xiàn)1000美元24小時(shí)的親民測序技術(shù)一定會(huì)成功實(shí)現(xiàn)，以滿足大眾需求,。
該研究得到了國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）（批準(zhǔn)號：2011CB707605）,，國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（批準(zhǔn)號: 50925519, 51003015, 51005048）和教育部博士點(diǎn)基金批準(zhǔn)項(xiàng)目（批準(zhǔn)號：20100092110051）的資助。