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    快速可靠的DNA測序是生物學研究長久以來的夢想。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），有望實現(xiàn)實時、高通量的DNA測序，從而徹底改變醫(yī)學研究和檢測。
 

    這項研究由澳大利亞墨爾本大學物理系的Jiri Cervenka博士領導，澳大利亞同步加速器（Australian Synchrotron）和拉籌伯大學（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展，顯示了它們對吸附分子的靈敏度，也意味著它們在無標記DNA測序技術上的巨大潛力。

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

    Dontschuk表示：“我們發(fā)現(xiàn)，每個堿基正以不同的方式影響著石墨烯的電子結構，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DNA分子穿過石墨烯電子傳感器，就像一串珠子穿過細小的鐵絲網(wǎng)，從而實現(xiàn)實時、高通量的單分子測序。

    研究小組利用石墨烯場效應晶體管（GFET）作為探針，以顯示吸附在石墨烯表面的DNA堿基的存在。他們通過實驗證明，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的形成。

    在比較了實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。