Slim gebruik maken van de eigenschappen van grafeen kan leiden tot de simpelste DNA-sequenser ooit. Op papier werkt het meetprincipe fantastisch, beloven Groningse en Amerikaanse onderzoekers in het tijdschrift Nanoscale.

Ze willen telkens één base vast zetten op het grafeen, vlak naast een nanoporie. Trek je dan enkelstrengs DNA door die porie, dan zullen de complementaire basen in de streng zich met de gebruikelijke waterstofbruggen proberen te binden aan die ene ‘vaste’ base. Trek je dóór, dan geven ze via die vaste base een ruk aan het grafeen voordat ze weer los komen. En bij grafeen vertaalt vervorming van het oppervlak zich in een meetbare verandering van de elektrische geleiding.

Om alle vier de basen in het DNA te kunnen meten monteer je vier laagjes grafeen boven elkaar, elk met een andere base naast de porie.

Onderzoekers van het Amerikaanse National Institute for Standards and Technology (NIST) kwamen op het idee. Simulaties op atomaire schaal, voor de helft uitbesteed aan de Groningse onderzoeker Tsjerk Wassenaar, bevestigen dat het moet kunnen werken. Er zou een meetsignaal uit moeten komen ter grootte van milliampères, veel sterker dus dan bij eerdere nanoporiesequencing-opzetjes. Om zoiets te meten heb je genoeg aan tamelijk basale elektronica.

Berekend is dat je 66 miljard basen per seconde moet kunnen sequensen, waarbij je tien procent mist maar er niet één verkeerd identificeert. Hetzelfde fragment vier keer sequensen en de resultaten naast elkaar leggen zou een 99,99% nauwkeurig resultaat moeten opleveren.

De onderzoekers merken er bij op dat niemand ooit basen lijkt te hebben vastgezet rond een nanoporie, maar dat alle andere onderdelen van hun verhaal al eens met succes zijn gerealiseerd in de praktijk. Dus wie weet.

bron: NIST