Si quisiéramos contar la cantidad de personas en una multitud, podríamos hacer estimaciones sobre la marcha, es muy probable que sea impreciso, o podríamos pedirle a cada persona que pase por un torniquete. Este último se asemeja al modelo que los investigadores de la EPFL han utilizado para crear un "lector de ADN" que es capaz de detectar el paso de moléculas de ADN individuales a través de un pequeño agujero:un nanoporo con transistor de grafeno integrado.

Las moléculas de ADN se diluyen en una solución que contiene iones y son impulsadas por un campo eléctrico a través de una membrana con un nanoporo. Cuando la molécula atraviesa el orificio, provoca una leve perturbación en el campo, detectable no solo por las modulaciones en la corriente iónica sino también por la modulación concomitante en la corriente del transistor de grafeno. Basado en esta información, es posible determinar si una molécula de ADN ha atravesado la membrana o no.

Este sistema se basa en un método que se conoce desde hace más de una docena de años. La técnica original no era tan confiable ya que presentaba una serie de deficiencias como la obstrucción de los poros y la falta de precisión. entre otros. "Pensamos que podríamos solucionar estos problemas creando una membrana lo más fina posible manteniendo la fuerza del orificio", dijo Aleksandra Radenovic del Laboratorio de Biología a Nanoescala de la EPFL. Junto con Floriano Traversi, estudiante postdoctoral, y colegas del Laboratorio de Electrónica y Estructuras a Nanoescala, se encontró con el material que resultó ser el más fuerte y el más resistente:grafeno, que consta de una sola capa de moléculas de carbono. Las tiras de grafeno o nanocintas utilizadas en el experimento fueron producidas en EPFL, gracias al trabajo realizado en el Centro de Micro Nanotecnología (CMI) y el Centro de Microscopía Electrónica (CIME).

"A través de una asombrosa coincidencia, prosiguió el investigador, el grosor de la capa de grafeno mide 0.335 nm, que se ajusta exactamente a la brecha existente entre dos bases de ADN, mientras que en los materiales utilizados hasta ahora había un espesor de 15 nm ". Como resultado, mientras que anteriormente no era posible analizar individualmente el paso de bases de ADN a través de estos túneles "largos" - a escala molecular -, Es probable que el nuevo método proporcione una precisión mucho mayor. Finalmente, podría utilizarse para la secuenciación de ADN.

Sin embargo, todavía no han llegado. En solo 5 milisegundos, hasta 50.000 bases de ADN pueden pasar a través de los poros. La señal de salida eléctrica no es lo suficientemente clara para "leer" la secuencia viva del paso de la hebra de ADN. "Sin embargo, la posibilidad de detectar el paso de ADN con nanocintas de grafeno es un gran avance y una oportunidad significativa ", dijo Aleksandra Radenovic. Ella notó que, por ejemplo, el dispositivo también es capaz de detectar el paso de otros tipos de proteínas y proporcionar información sobre su tamaño y / o forma.

Este paso crucial hacia nuevos métodos de análisis molecular ha recibido una subvención del ERC y aparece en un artículo publicado en Nanotecnología de la naturaleza .