Los científicos del Instituto de Investigación Científica e Industrial de la Universidad de Osaka fabricaron nanoporos en dióxido de silicio, que eran solo 300 nm, de diámetro rodeado de electrodos. Estos nanoporos podrían evitar que las partículas entren con solo aplicar un voltaje, lo que puede permitir el desarrollo de sensores que pueden detectar concentraciones muy pequeñas de moléculas objetivo, así como tecnología de secuenciación de ADN de próxima generación.

Los nanoporos son pequeños agujeros que son lo suficientemente anchos como para que pase una sola molécula o partícula. El movimiento de las nanopartículas a través de estos orificios generalmente se puede detectar como una señal eléctrica, lo que los convierte en una plataforma prometedora para nuevos sensores de partículas individuales. Sin embargo, El control del movimiento de las partículas ha sido un desafío hasta ahora.

Los científicos de la Universidad de Osaka utilizaron tecnología de sistemas nanoelectromecánicos integrados para producir nanoporos de estado sólido, sólo 300 nm de ancho, con electrodos de compuerta de platino circulares que rodean las aberturas que pueden evitar el paso de las nanopartículas. Esto se logra seleccionando el voltaje correcto que atrae los iones en la solución para crear un flujo compensatorio que bloquea la entrada de la nanopartícula.

"Los movimientos de una sola nanopartícula podrían controlarse a través del voltaje aplicado al electrodo de puerta circundante, cuando ajustamos el flujo electroosmótico a través del potencial eléctrico de la superficie, ", dice el primer autor Makusu Tsutsui. Después de que la partícula haya quedado atrapada en la abertura del nanoporo, Entonces se puede crear un sutil desequilibrio de fuerza entre la atracción electroforética y la resistencia hidrodinámica. En ese tiempo, las partículas pueden introducirse muy lentamente, que puede permitir polímeros largos, como el ADN, para ser enhebrado a la velocidad correcta para la secuenciación.

"El método actual no solo puede permitir una mejor precisión de detección de objetos submicrométricos, como virus, pero también proporciona un método para el análisis estructural de proteínas, ", dice el autor principal Tomoji Kawai. Si bien los nanoporos ya se han utilizado para determinar la identidad de varias moléculas objetivo en función de la corriente generada, La tecnología demostrada en este proyecto puede permitir que se pruebe una gama más amplia de analitos de esta manera. Por ejemplo, moléculas pequeñas, como las proteínas y los segmentos de micro-ARN que deben introducirse a una velocidad muy controlada, también puede detectarse.

El artículo, "Control de efecto de campo de la dinámica de translocación en nanoporos de puerta envolvente, "fue publicado en Materiales de comunicación .