I nanopori sono ideali per infilare molecole di DNA attraverso di essi, consentire la lettura del codice genetico. I ricercatori della TU Delft vogliono rendere questa tecnologia ancora più potente dotando i pori di "plasmonica". Utilizzando minuscole "antenne" ottiche, è possibile focalizzare la luce in modo preciso e intenso sul nanoporo. Infine, i ricercatori sperano di utilizzare questa tecnica per controllare il DNA e leggerlo in modo efficiente.

Costi ridotti

I costi per produrre una lettura del genoma umano (il nostro DNA) sono diminuiti significativamente nell'ultimo decennio, ma la tecnologia è rimasta relativamente costosa. I nanopori nei chip di silicio sono un candidato adatto per una nuova generazione di sequenziatori di DNA. Un decennio fa, la ricerca di scienziati della TU Delft e dell'Università di Harvard è stata in prima linea in questa tecnologia.

"Antenne" ottiche

Insieme ai colleghi dell'Università dell'Illinois (USA), gli scienziati della TU Delft ora vogliono fare un ulteriore passo avanti:stanno dotando i nanopori di "plasmonica", minuscole "antenne" ottiche. Questi sono usati per focalizzare la luce su un "punto caldo" estremamente intenso ed estremamente piccolo nel nanoporo. Così facendo, i ricercatori sperano di essere in grado di catturare, rallentare e leggere il DNA in modo efficiente.

La ricerca è finanziata dall'American National Institute of Health (NIH) per un importo di 2,47 milioni di dollari. Fa parte di un cluster di otto progetti di ricerca finanziati del valore di 17 milioni di dollari, come annunciato questa settimana dal NIH.

Sensore sensibile

"La lettura delle coppie di basi nel DNA con l'attuale tecnologia di sequenziamento è costosa. È necessario etichettare il DNA e si possono leggere solo frammenti di DNA molto brevi, circa qualche centinaio di paia di basi, "dice il professor Cees Dekker, capo del progetto di ricerca e direttore del Kavli Institute of Nanoscience alla TU Delft. "I nanopori offrono la possibilità di leggere filamenti di DNA molto lunghi in una volta sola. Dotando i nanopori di plasmonica, speriamo di integrare un nuovo tipo di sensore ultrasensibile proprio sul punto del nanoporo."

Mille volte più forte

Il gruppo di ricerca di Dekker ei colleghi dell'Illinois sono i primi a combinare entrambi i campi di studio. "Produciamo minuscole antenne plasmoniche:strutture metalliche su cui è possibile focalizzare gli elettroni con l'aiuto della luce. Posizionando queste minuscole antenne attorno al nanoporo, siamo in grado di "illuminare" il poro. Proprio in questo punto, l'intensità della luce è focalizzata mille volte più forte. E così facendo, pensiamo di poter controllare la molecola del DNA e allo stesso tempo leggerla, " spiega il post-doc Magnus Jonsson.

arte romana

La ricerca in entrambi i campi dei nanopori e della plasmonica si sta evolvendo rapidamente. La plasmonica è un campo di studio relativamente recente, ma secondo Dekker l'uso di materiali plasmonici esiste da anni. "Gli artisti romani del IV secolo usavano già polvere d'oro e d'argento nel vetro. Un bell'esempio di ciò è la Coppa di Licurgo, che è rosso o verde a seconda della caduta della luce. Anche questa è plasmonica. L'effetto è stato quindi utilizzato per millenni, anche se abbiamo scoperto solo di recente come funziona."