Être capable de détecter l'ADN d'une seule cellule est important pour la détection de maladies et de troubles génétiques. La mesure de molécules d'ADN individuelles est possible depuis un certain temps; cependant, la détection directe des échantillons au point d'extraction sans avoir besoin d'étapes ultérieures ne l'a pas été. Maintenant, chercheurs du SANKEN, L'Université d'Osaka a démontré une méthode de libération de l'ADN au point de mesure. Leurs conclusions sont publiées dans Petites méthodes .

Les nanopores sont de très petits trous que l'on trouve en biologie ou qui peuvent être spécialement conçus. Il y a eu des progrès passionnants dans l'utilisation des nanopores comme passerelles qui permettent une surveillance étroite du passage des molécules une par une. Par exemple, les bases d'ADN individuelles passant à travers un pore ont été identifiées permettant le séquençage du génome entier.

Cependant, malgré ces étapes remarquables dans la détection de molécules uniques, il a été nécessaire d'augmenter la concentration des échantillons d'ADN pour une mesure réussie car il n'y avait aucun moyen d'amener de manière fiable les molécules jusqu'au pore de mesure.

Les chercheurs ont créé un nanopore intégré en 3D qui peut rompre les cellules juste avant la mesure. Les molécules libérées peuvent être efficacement délivrées à la zone de détection et mesurées sans avoir à effectuer d'autres étapes qui pourraient introduire des erreurs.

"Notre capteur comporte deux parties importantes. La première est une couche qui contient de nombreux trous beaucoup plus petits qu'une cellule. Un champ électrostatique est utilisé pour rompre la cellule et certaines substances libérées peuvent passer à travers les trous alors que les débris plus gros ne le peuvent pas, fournissant essentiellement un filtre, " explique le premier auteur de l'étude Makusu Tsutsui. " En dessous de cette couche filtrante, séparés par une entretoise, est un nanopore unique dans une seconde membrane, où les mesures sont faites.

Lorsqu'une tension est appliquée, un courant traverse le pore à cause des ions de sel dans la solution environnante. Ce courant est partiellement bloqué lorsque de grosses molécules d'ADN passent également à travers le pore, et les changements fournissent des informations sur les grosses molécules. Par exemple, si la molécule - qui peut mesurer des millimètres de long - est pliée.

"L'effet filtrant de notre nanopore intégré en 3D empêche le blocage du pore de mesure, ce qui le rend robuste à utiliser, ", explique l'auteur correspondant de l'étude Tomoji Kawai. "Nous nous attendons donc à ce qu'il soit utilisé dans les nouvelles technologies pour détecter rapidement les virus mutants au niveau du génome."