ENGINEERINGNET -- Nanogaatjes zijn zeer geschikt om DNA-moleculen doorheen te trekken, zodat de genetische code kan worden afgelezen.
Onderzoekers van de Nederlandse TU Delft willen deze technologie nu nog veel krachtiger maken door de gaatjes te voorzien van plasmonics.
In de afgelopen tien jaar zijn voor de kosten van het aflezen van het menselijk genoom (ons DNA) sterk gedaald, maar de technologie is nog steeds relatief duur. Nanogaatjes in siliciumchips (nanopores) zijn een kandidaat voor een nieuwe generatie DNA-sequencers.
Onderzoek van wetenschappers uit Delft en van Harvard University stond een decennium geleden aan de wieg van deze technologie.
Samen met collega’s van de University of Illinois (VS) willen de Delftse wetenschappers nu een stap verder gaan: ze rusten de nanogaatjes uit met plasmonics, minieme optische 'antennes'.
Ze gebruiken deze om een extreem kleine 'hotspot' in het nanogaatje heel intens te belichten. Daarmee hopen ze het DNA efficiënt te kunnen vangen, vertragen en uitlezen.
Het Amerikaanse National Institute of Health (NIH) financiert het onderzoek met een bijdrage van 2,47 miljoen dollar. Het maakt onderdeel uit van een cluster van acht gefinancierde onderzoeken ter waarde van 17 miljoen euro, zo maakte het NIH deze week bekend.
“Het aflezen van de baseparen in DNA met de huidige sequencing technieken is duur; je moet het DNA labellen en kunt slechts heel korte stukjes DNA lezen, zeg een paar honderd baseparen", vertelt professor Cees Dekker, onderzoeksleider en directeur van het Kavli Institute of Nanoscience aan de TU Delft.
"Nanogaatjes bieden de mogelijkheid om heel lange strengen DNA in een keer uit te lezen. Door de nanogaatjes te voorzien van plasmonics, hopen we een nieuw type, heel gevoelige sensor te integreren precies op de plek van het nanogaatje."
De groep van Dekker en de collega's in Illinois zijn de eersten die beide vakgebieden combineren.
"We maken minuscule plasmonics antennes: metalen structuren waar je elektronen in kunt aanslaan met behulp van licht. Door die antennetjes rondom het nanogaatje te plaatsen, kunnen we het gaatje 'oplichten'. Juist op die plek wordt de lichtintensiteit duizend maal sterk gefocusseerd. En daarmee denken we het DNA-molecuul te kunnen controleren en tegelijk ook te kunnen aflezen”, legt postdoc Magnus Jonsson uit.
(GL) (bron en illustratie: TU Delft)
