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    快速可靠的DNA測序是生物學(xué)研究長(cháng)久以來(lái)的夢(mèng)想。近日，澳大利亞的研究人員在《Nature Communications》上發(fā)表文章，表示利用一種特殊形式的碳 – 石墨烯（graphene），有望實(shí)現實(shí)時(shí)、高通量的DNA測序，從而徹底改變醫學(xué)研究和檢測。
 

    這項研究由澳大利亞墨爾本大學(xué)物理系的Jiri Cervenka博士領(lǐng)導，澳大利亞同步加速器（Australian Synchrotron）和拉籌伯大學(xué)（La Trobe University）的研究人員也參與其中。

    石墨烯是碳的同素異形體，有著(zhù)許多非凡的特性。它幾乎透明，極其堅硬，能以極高的效率導熱和導電。以石墨烯為基礎的電子傳感器的最新進(jìn)展，顯示了它們對吸附分子的靈敏度，也意味著(zhù)它們在無(wú)標記DNA測序技術(shù)上的巨大潛力。

    目前，DNA測序正作為醫療診斷、法醫檢驗以及生物系和醫學(xué)研究的基本工具被廣泛應用。據墨爾本大學(xué)的Nikolai Dontschuk介紹，利用石墨烯來(lái)測序DNA有望提高速度、通量、可靠性和準確性，同時(shí)降低測序的成本。

    Dontschuk表示：“我們發(fā)現，每個(gè)堿基正以不同的方式影響著(zhù)石墨烯的電子結構，而這是可以測定的。”他也是這篇文章的第一作者。

    他們的想法是將基于石墨烯的電子傳感器與納米孔結合使用。讓單個(gè)DNA分子穿過(guò)石墨烯電子傳感器，就像一串珠子穿過(guò)細小的鐵絲網(wǎng)，從而實(shí)現實(shí)時(shí)、高通量的單分子測序。

    研究小組利用石墨烯場(chǎng)效應晶體管（GFET）作為探針，以顯示吸附在石墨烯表面的DNA堿基的存在。他們通過(guò)實(shí)驗證明，GFET能夠在吸附四種不同的DNA堿基后，測定不同的電導特征。這一結果歸因于接口偶極場(chǎng)的形成。

    在比較了實(shí)驗結果和同步加速器的結果之后，研究小組預測了最終設備的靈敏度，并評估了石墨烯用于單堿基傳感的可行性。