Pośród tegotygodniowych sprawozdań National Academy of Sciences można wyczytać informację, że zespół badaczy Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) z brazylijskiego Universidade Federal de Pernambuco oraz z Wright State University w Dayton, Ohio (USA) udowodnił po raz pierwszy, że pojedynczy por o wielkości mierzonej w nanometrach w cienkiej błonie może znaleźć zastosowanie przy dokładnym wykrywaniu i oddzielaniu łańcuchów polimerowych różnych długości.
Tradycyjna metoda rozróżniania i mierzenia tego rodzaju cząsteczek polega na zastosowaniu spektometrii masowej, procesu wymagającego jonizacji i zniszczenia dużych ilości badanych cząsteczek, i następnie analizie mas otrzymanych cząsteczek celem uzyskania charakterystycznego dla wyjściowej cząsteczki wzoru cząsteczkowego. Sprzęt potrzebny do wykonania takiego badania zajmuje powierzchnię sporego biurka.
Z drugiej strony, system potrzebny do przeprowadzenia 'jednocząsteczkowej spektometrii masowej', opisanej w pracy PNAS, jest techniką niedestrukcyjną, która co do zasady może badać jedną cząsteczkę na raz na powierzchni wystarczająco małej, aby zmieścić całe urządzenie na jednym mikrochipie.
Technika ta wymaga utworzenia dwuwarstwowej membrany lipidowej, podobnej do tej spotykanej w komórkach organizmów żywych, i 'wywiercenia' w niej, za pomocą białka, dziury. Białko takie (alfa-hemolyzyna) jest wytwarzane np. przez bakterię Staphyloccoccus aureus jako specyficzne do penetracji błon komórkowych. Naładowane elektrycznie cząsteczki (takie jak np. pojedynczy łańcuch DNA) są przy użyciu prądu elektrycznego przepychane po jednej na raz przez nanopor. Ma on średnicę 1,5 nanometra w swoim najwęższym przekroju (dla porównania, włos ludzki ma średnicę około 10000 nanometrów). Przy przechodzeniu cząsteczek przez nanopor następuje zmniejszenie przepływu prądu proporcjonalne do wielkości każdego pojedynczego łańcucha, co pozwala na łatwe wyznaczenie jego masy.
Wzór masowy cząsteczek badanych w doświadczeniu bardzo dokładnie odpowiadał temu wyznaczanemu przy użyciu tradycyjnej metody spektrometrii masowej. Pozwala to realnie rozważać możliwość konstrukcji w przyszłości laboratorium do spektrometrii masowej wielkości chipu, który stanowiłby już całkowity sekwenator jednołańcuchowego DNA.


www.bio.com (Nanoscale Pores Can Be Tiny Analysis Labs)