更便宜、更准确的 DNA 测序

莱顿大学的物理学家和化学家表示，一种基于石墨烯的新方法可以更快、更便宜、更准确地进行DNA测序。他们通过荷兰研究理事会（NWO）的开放技术计划获得了 120 万欧元，用于证明他们的新方法。

这种新的DNA测序方法建立在莱顿大学之前的一项发现基础之上。在这项发现中，化学家格里高利-施耐德（Grégory Schneider）和物理学家扬-范-鲁滕贝克（Jan van Ruitenbeek）的研究小组让电流跃过两层石墨烯，每层都有一个原子厚。通过使两层石墨烯以一定角度靠近，他们使隧穿现象发生。这是一种量子力学现象，电子从一种材料跃迁到另一种材料，尽管两者之间没有直接接触。

它是如何工作的？

如果稍微分开两层，隧道效应就会停止。施耐德解释说：”除非有小物体（如分子）从两层之间通过。然后隧道就会被激活，分子的特征就可以被排序。

两层石墨烯，中间有空隙。

它是如何工作的？这种 DNA 测序方法（确定 DNA 中核苷酸的序列）对核苷酸的电子特性非常敏感。DNA 由四个核苷酸组成，缩写为 ACGT。如果 DNA 字符串在石墨烯之间通过，我们认为这种方法将使我们能够通过特定核苷酸通过时的电流强度来识别每个独立的核苷酸。这样就可以进行 DNA 测序。

证明该方法有效

如果新方法有效，它将比其他 DNA 测序方法更加精确。常见的 DNA 测序方法使用纳米孔，只对分子构件之间的大小差异敏感。如果两个大小相同但化学成分不同的构件同时通过一个测量点，它们就会发出相同的信号。施耐德说：”我们希望能够用我们的隧道法测量出不同的信号。

物理学家和化学家对如何在石墨烯之间传递分子有了很好的想法，但他们仍需证明这种方法确实有效。他们还希望在分析中证明自己能够区分四种核苷酸。这笔资金将使他们能够做到这一点。

从疾病到濒危动物

该小组希望这种方法比其他方法更加准确，从而使更多的研究人员和其他专业人员能够使用它进行 DNA 测序和一般的单个分子检测：例如，用于不同疾病的研究。机场海关也对此感兴趣。他们可以用这种方法快速查出是否有人携带濒危动植物。这种方法还可用于检测食品运输容器等中的某些分子。这样就可以快速检测出是否存在导致食物迅速腐烂的气体。施耐德说：”只要需要检测浓度极低的某种分子，小到一个分子，都可以使用这种方法。