دانشمندان دانشگاه لایدن هلند با استفاده از گرافن و پدیده تونل‌زنی کوانتومی، روشی جدید برای توالی‌یابی DNA ابداع کرده‌اند که می‌تواند به طور قابل توجهی سریع‌تر، ارزان‌تر و دقیق‌تر از روش‌های فعلی باشد.
این روش بر پایه کشفیات پیشین تیم تحقیقاتی در زمینه پدیده تونل‌زنی کوانتومی بین دو لایه گرافن (ماده‌ای با ضخامت تنها یک اتم) استوار است. در این روش، جریان الکتریکی بین دو لایه گرافن که در زاویه‌ای خاص به هم نزدیک شده‌اند، برقرار میشود. با قرار گرفتن یک مولکول (مانند DNA) بین این دو لایه، پدیده تونل‌زنی فعال شده و ویژگی‌های مولکول قابل شناسایی میشود.
مزایای روش جدید توالی‌یابی:
- سرعت: این روش می‌تواند بسیار سریع‌تر از روش‌های فعلی توالی‌یابی DNA باشد.
- هزینه: انتظار می‌رود هزینه این روش به مراتب کمتر از روش‌های موجود باشد.
- دقت: به دلیل حساسیت به ویژگی‌های الکترونیکی نوکلئوتیدها، این روش می‌تواند دقیق‌تر از روش‌های دیگر عمل کند. در حالی که روش‌های رایج (مانند استفاده از نانوحفره‌ها) تنها به تفاوت اندازه بین بلوک‌های سازنده مولکول حساس هستند، این روش قادر به تشخیص تفاوت‌های شیمیایی نیز می‌باشد.
کاربردهای بالقوه توالی‌یابی :
- تحقیقات پزشکی: این روش می‌تواند در تحقیقات مربوط به بیماری‌های مختلف کاربرد داشته باشد.
- تشخیص سریع: در گمرک فرودگاه‌ها برای تشخیص سریع حمل حیوانات یا گیاهان در معرض انقراض.
- صنایع غذایی: برای تشخیص مولکول‌های خاص در محفظه‌های حمل مواد غذایی و شناسایی گازهای فاسد کننده.
- تشخیص مولکولی: در هر جایی که نیاز به تشخیص یک مولکول خاص در غلظت بسیار پایین (حتی در حد یک مولکول منفرد) وجود دارد.
این گروه تحقیقاتی در حال کار بر روی چگونگی عبور مولکول‌ها از بین لایه‌های گرافن و تمایز بین چهار نوکلئوتید در تحلیل‌های خود هستند. با دریافت بودجه ۱.۲ میلیون یورویی از شورای تحقیقات هلند، انتظار می‌رود به زودی شاهد پیشرفت‌های چشمگیری در این زمینه باشیم.
این روش جدید با دقت بالا و قابلیت تشخیص مولکول‌های منفرد، می‌تواند انقلابی در دنیای علم و فناوری ایجاد کند و در زمینه‌های مختلف از پزشکی گرفته تا صنایع غذایی و محیط زیست مورد استفاده قرار گیرد.
مجله سلامت و بهداشت دکتر هادی خرم نژاد