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Nanoporo de grafene na detecção de DNA

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Em um artigo publicado na edição online da revista Nano Letters, cientistas da Universidade Delft de Tecnologia, Holanda, divulgaram os resultados da pesquisa sobre o desenvolvimento de uma nova técnica de fabricação de pequenos poros em uma camada de grafeno - uma folha planar de átomos de carbono, densamente compactados e com espessura de apenas um átomo, reunidos em uma estrutura cristalina hexagonal. Usando essa técnica os cientistas foram capazes de detectar o movimento das moléculas de DNA, individualmente, que passaram por entre os poros.

O diâmetro nanométrico dos poros (nanoporos) permite o transporte de íons e moléculas e por isso, esses dispositivos são promissores para a seleção genômica, no seqüenciamento de DNA. Apesar do estado sólido dos nanoporos, o canal dos poros que o constitui são longos, com tamanho muito superior à distância entre duas bases do DNA.   

Esse estudo conseguiu provar que é possível produzir e utilizar nanoporos ultrafinos fabricados em monocamadas de grafeno para a translocação de uma única molécula de DNA. Os poros são obtidos pela colocação da lâmina de grafeno sobre uma membrana de nitrito de silício – composto químico de nitrogênio e silicone (Si3N4) - e pela perfuração de tamanho nanométrico feita por um feixe de elétrons.

Por esse processo, os pesquisadores puderam demonstrar que moléculas de DNA, quando em meio aquoso, podem ser puxadas pelo nanoporo de grafeno e, o mais importante é que cada molécula de DNA pode ser detectada à medida que passa através dos poros. Para captar a presença da molécula basta aplicar uma voltagem elétrica pelo nanoporo, fazendo com que os íons presentes na solução comecem a fluir pelo poro e possibilitando a detecção da corrente.  Quando ocorre a entrada de uma molécula de DNA no nanoporo, a corrente fica menor, bloqueando parcialmente, o fluxo de íons. Isso tudo significa dizer que quando cada molécula do ácido nucléico passa pelo poro há uma mudança temporária na condutância da corrente iônica por entre o nanoporo.

O potencial de leitura do DNA apresentado pelo nanoporo de grafene e os resultados positivos obtidos nesse estudo, mostram que esse sistema oferece grandes oportunidades para a detecção de material genético. Considerando o vasto interesse no sentido de desenvolver estratégias de forma rápida e a um baixo custo para o seqüenciamento de DNA, essa técnica aparece como ferramenta promissora para a próxima geração de sequenciamento a partir de dispositivos onde se medirão as moléculas de forma individual.
16/07/2010
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG
 

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