关闭纳米门：突破可能导致单分子传感器和更便宜的基因组测序

纳米孔电气镊子捕获和操纵水中的纳米物体。

大阪大学的研究人员营造了电压控制的纳米孔，可以在尝试通过时捕获颗粒，这可能导致单分子传感器，以及更便宜和更快的基因组测序。

大阪大学科学和工业研究所的科学家在二氧化硅中制造纳米孔，直径仅300nm被电极围绕。这些纳米孔可以通过施加电压来防止颗粒进入，这可能允许发育能够检测靶分子的非常小浓度的传感器，以及下一代DNA测序技术。

纳米孔是微小的孔，足以足以仅仅是单个分子或颗粒通过。通常可以检测到纳米颗粒通过这些孔的运动作为电信号，这使得它们成为新型单粒子传感器的有希望的平台。然而，到目前为止，控制颗粒的运动是挑战。

大阪大学的科学家使用了集成的纳米机电系统技术来生产固态纳米孔，仅300nm宽，具有圆形铂栅电极，围绕开口，可以防止纳米粒子通过。这是通过选择拉出溶液中的离子的正确电压来实现的，以产生阻断纳米颗粒的进入的反补贴流。

“当我们通过表面电位微调电镀流动时，可以通过施加到周围栅电极的电压来控制单纳米颗粒运动。”第一个作者Makusu Tsutsui说。在颗粒被捕获在纳米孔开口之后，然后可以产生电泳吸引力和流体动力学阻力之间的微妙力不平衡。此时，颗粒可以非常缓慢地拉动，这可以允许长聚合物，如DNA，以正确的速度螺纹。

“本方法不仅能够更好地感测亚微米物体的精度，例如病毒，而且还提供了一种蛋白质结构分析方法，”Tomoji Kawai表示。虽然纳米孔已经用于确定基于所产生的电流的各种目标分子的身份，但该项目中所示的技术可能允许以这种方式进行更广泛的分析物。例如，还可以检测诸如需要以非常控制的速度拉动的蛋白质和微RNA区段的小分子。

参考：Makusu Tsutsui，Sou Ryuzaki，Kazumichi Yokota，Yuhui He，Takashi Washio，Kaoru Tamada和Tomoji Kawai，3月12日，通信材料.DOI：
10.1038 / s43246-021-00132-3

资金：日本促进科学，日本科技机构，内阁办事处（日本政府）。