Tweedimensionaal molybdeensulfide zou het ideale materiaal moeten zijn voor DNA-sequencing. Het moet zelfs beter werken dan grafeen, voorspelt de Blue Waters-supercomputer van de University of Illinois in het tijdschrift ACS Nano.

Waarbij meteen moet worden aangetekend dat experimenteel bewijs voor deze stelling vooralsnog geheel ontbreekt.

Dat 2D-MoS₂ bestaat uit twee lagen zwavelatomen met één laag molybdeenatomen er tussen. Dat het bijzondere eigenschappen heeft is al langer bekend. Zo kun je er een prima nanotransistor mee maken, of er water mee splitsen.

Met de Blue Waters-computer is nu uitgerekend wat er gebeurt als je een heel klein gaatje in MoS₂-maakt en er een DNA-keten doorheen trekt.

Op deze wijze de basenvolgorde bepalen is zo langzamerhand een oud idee. De drijvende kracht is een elektrisch veld, elke base verstoort dat op zijn eigen manier als hij de porie passeert, en op die manier moet je de basen uit elkaar kunnen houden. Maar ondanks alle pogingen, en beloftes over spoedige commercialisering, functioneert het nog steeds niet helemaal lekker.

Volgens onderzoekers uit Illinois zit het probleem deels in de lengte van de tot nu toe gebruikte nanoporiën. Die is veel groter dan de lengte van één DNA-base. Dus bevinden zich altijd meerdere basen tegelijk in hhet gat, wat het een stuk lastiger maakt om de gemeten verstoring te interpreteren. MoS₂ daarentegen is zo dun dat er telkens maar één base in de porie zit.

Grafeen is nóg dunner, dus daarmee zou het ook moeten kunnen. Maar dat heeft weer het nadeel dat DNA er enigszins aan blijft plakken, wat ruis in het signaal veroorzaakt. Volgens de onderzoekers vertoont MoS₂ dat nadeel niet.

De computerberekeningen suggereren dat de MoS₂-porie haast te mooi is om waar te zijn. Beloofd wordt een signaal/ruisverhouding die beter is dan 15, waarbij de signalen van de vier gebruikelijke basen voldoende verschillen om ze gemakkelijk uit elkaar te houden.

Ongetwijfeld horen we het vanzelf zodra het ook in de praktijk is gelukt – tenzij het nog even stil moet worden gehouden vanwege de octrooiaanvraag.

bron: University of Illinois