Des scientifiques de l'Institut de recherche scientifique et industrielle de l'Université d'Osaka ont fabriqué des nanopores en dioxyde de silicium, qui ne faisaient que 300 nm, de diamètre entouré d'électrodes. Ces nanopores pourraient empêcher les particules d'entrer simplement en appliquant une tension, ce qui peut permettre le développement de capteurs capables de détecter de très faibles concentrations de molécules cibles, ainsi que la technologie de séquençage de l'ADN de nouvelle génération.

Les nanopores sont de minuscules trous suffisamment larges pour qu'une seule molécule ou particule puisse y passer. Le mouvement des nanoparticules à travers ces trous peut généralement être détecté comme un signal électrique, ce qui en fait une plate-forme prometteuse pour de nouveaux capteurs à particule unique. Cependant, le contrôle du mouvement des particules a été un défi jusqu'à présent.

Des scientifiques de l'Université d'Osaka ont utilisé la technologie des systèmes nanoélectromécaniques intégrés pour produire des nanopores à l'état solide, seulement 300 nm de large, avec des électrodes de grille circulaires en platine entourant les ouvertures qui peuvent empêcher le passage des nanoparticules. Ceci est accompli en sélectionnant la tension correcte qui attire les ions dans la solution pour créer un flux compensateur qui bloque l'entrée de la nanoparticule.

"Les mouvements d'une seule nanoparticule pourraient être contrôlés via la tension appliquée à l'électrode de grille environnante, lorsque nous avons affiné le flux électroosmotique via le potentiel électrique de surface, " dit le premier auteur Makusu Tsutsui. Après que la particule ait été piégée à l'ouverture du nanopore, un subtil déséquilibre de force entre l'attraction électrophorétique et la traînée hydrodynamique peut alors être créé. À ce moment-là, les particules peuvent être attirées extrêmement lentement, ce qui peut permettre des polymères longs, comme l'ADN, à enfiler à la bonne vitesse pour le séquençage.

"La présente méthode peut non seulement permettre une meilleure précision de détection d'objets submicrométriques, comme les virus, mais fournit également une méthode pour l'analyse structurale des protéines, ", explique l'auteur principal Tomoji Kawai. Alors que les nanopores ont déjà été utilisés pour déterminer l'identité de diverses molécules cibles en fonction du courant généré, la technologie démontrée dans ce projet peut permettre de tester une plus large gamme d'analytes de cette façon. Par exemple, petites molécules, tels que les protéines et les segments de micro-ARN qui doivent être aspirés à une vitesse très contrôlée, peut également être détecté.

L'article, "Contrôle par effet de champ de la dynamique de translocation dans les nanopores surround-gate, " a été publié dans Supports de communication .