DNA测序新技术：每秒识别660亿碱基：皇冠登录入口app下载

2025-02-08 01:08:16　　点击量：359

本文摘要：DNA测序经历了Sanger测序、二代测序（高通量测序）及三代测序（纳米孔测序），日前，美国国家标准与技术研究所（NIST）仿真了一个新型基因测序概念：通过将DNA分子从微小的、具备化学活性的石墨孔洞中夹住，通过测量石墨孔洞边缘产生的电位变化来构建高速、高精度、高效率的DNA测序；研究人员指出，该方法每秒可辨识660亿个碱基，准确度为90%且无假阳性；如果该方法通过实验检验，那么将比传统的测序方法速度更加慢，成本更加较低。

DNA测序经历了Sanger测序、二代测序（高通量测序）及三代测序（纳米孔测序），日前，美国国家标准与技术研究所（NIST）仿真了一个新型基因测序概念：通过将DNA分子从微小的、具备化学活性的石墨孔洞中夹住，通过测量石墨孔洞边缘产生的电位变化来构建高速、高精度、高效率的DNA测序；研究人员指出，该方法每秒可辨识660亿个碱基，准确度为90%且无假阳性；如果该方法通过实验检验，那么将比传统的测序方法速度更加慢，成本更加较低。涉及研究结果于近日公开发表于《Nanoscale》杂志上。　　图：NIST新型DNA测序原理模型（来源ScienceDaily）　　NIST明确提出的新型DNA测序方法与纳米孔测序原理的伸延，依赖带电粒子（离子）通过纳米孔道引起电位变化。

尽管仍然以来都热门，但带电粒子（离子）通过纳米孔道引起电位变化也面对很多挑战，如不必要的电信号噪声、阻碍以及选择性严重不足。为了解决这些后遗症，NIST明确提出的新建议是创立临时的化学键和依赖石墨烯的能力超越这些化学键，并将产生的机械突发事件信号改变为电流信号。引导该项目的NIST理论家AlexSmolyanitsky说道，这本质上是一个微型压力传感器，我们并没发明者一个原始的技术，只是明确提出了一个新的物理原理。

　　由于电气性和微型薄膜结构，石墨烯在纳米孔测序中很热门。在NIST明确提出的新方法中，单层石墨纳米带上（4.5*15.5nm）附有多个纳米地下通道（宽度为2.5nm）。

于室温下在水中仿真传感器的工作原理：胞嘧啶可吸附在纳米孔中，通过碱基配对原理可检测出有鸟嘌呤；单链DNA分子可通过纳米孔；当鸟嘌呤通过孔道时，与胞嘧啶构成氢键；随着DNA单链在孔道中移动，石墨烯被猛拉再滑返回原本的方位，氢键脱落，从而机械突发事件信号改变为电流信号。　　NIST的研究主要集中于DNA链如何影响石墨烯的电学性能，并找到临时的电流变化显然再次发生在目标碱基通过孔道的瞬间。为了能检测ACTG四个碱基，享有有所不同放入孔的四个石墨烯带上须要横向填充以创立一个构建的DNA传感器。

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