Nové užití nanotransistorů

Výzkumníci z Columbia University (CU) v New Yorku jsou mezi prvními vědci, kteří používají maličké transistory k detekci kinetiky spojování řetězců DNA.

Interdisciplinární tým, složený z inženýrů elektrotechniky z Columbia's Engineering School a výzkumníků z oddělení fyziky a chemie zjistil, jak studovat interakce jednotlivých molekul probíhající ve velmi krátkém časovém úseku. K tomu jim právě slouží transistory o rozměru několika nanometrů.

Ve studii, která byla publikována v lednovém vydání Nature Nanotechnology, ukazují, jak může být transistor použit k detekci spojování dvou polovin řetězce DNA (Sorgenfrei et al., 2011). Transistor, díky elektrochemické oxidaci, zachytí a zesílí náboj jednotlivých biomolekul a vysílá jej do měřící jednotky.

Dříve byly k zobrazování a detekci interakcí jednotlivých molekul používány fluorescenční techniky, které však nevykazovaly dobrou přesnost a spolehlivost (Chan et al., 2006). Výzkumnící z CU nyní u současných transistorů dosáhli stejných nanorozměrů jako mají molekuly. „To vyvolalo otázku, jestli mohou být tyto nanosoučástky použity ke studiu jednotlivých molekul," podotkl Sebastian Sorgenfrei (Evarts, 2011).

Odpovědí je, že ano. Nanotransistory použité vědci jsou vyrobeny z karbonových nanovláken, které se skládají výhradně z atomů uhlíku. Jsou navrženy a sestaveny tak, že dokáží detekovat sebemenší náboj a vykazují vysokou citlivost.

Tým předpokládá, že tato nová technika bude velmi dobrým nástrojem ke studiu interakcí jednotlivých molekul a nahradí nebo doplní současné fluorescenční metody. Také plánuje studovat reakce, které dosud nemohly být kvůli nepřesnostem popsány.

„Oblast studia jednotlivých molekul je velice důležitá. Skrývá totiž velký potenciál pro budoucí nanotechnologie. Naše studie ukazuje, jak mohou být elektrické nanosoučástky a biotechnologie propojeny," uzavírá studii profesor Shepard (Evarts, 2011).

Autor: Jakub Málek

Použité zdroje:

Originální text studie: Sorgenfrei S, Chiu C, Gonzalez R L, Yu Y, Kim P, Nuckolls C a Shepard K L (2011): Label-free single-molecule detection of DNA-hybridization kinetics with a carbon nanotube field-effect transistor. In Nature Nanotechnology (2011), doi:10.1038/nnano.2010.275. [online]. cit. 25.1.2011

Připraveno podle: Evarts H (2011): New Use for Nanoscale Transistors. In engineering.columbia.edu. [online]. cit. 25.1.2011

Další použité zdroje:

Medical News Today (2011): Researchers First To Use Tiny Transistors To Detect The Kinetics Of DNA-DNA Binding. In medicalnewstoday.com. [online]. cit. 25.1.2011

Chan T, Ha C, Phong A, Cai D, Wan E, Lejny L, Wok P and Xiao M (2006): A simple DNA stretching method for fluorescence imaging of single DNA molecules Nucl. Acids Res. 34(17): e113 first published online September 13, 2006 doi:10.1093/nar/gkl593 [online]. cit. 25.1.2011

Obrazové přílohy:

nanotransistor: http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosnano/decouv/01/01_2/img/nanotransistor_gde.jpg