Ny teknik för DNA-vård
Mindre, snabbare och billigare utrustning för DNA-sekvensering kan bli verklighet med en ny metod där man använder nanosprickor, ytterst små sprickor eller luftgap, i elektriskt ledande material. Sådana så kallade tunnelövergångar kan lösa viktiga tekniska utmaningar som nanovetenskapen idag ställs inför, till exempel inom medicinsk forskning. Det visar ny forskning vid KTH.
I sin avhandling Crack-junctions: Bridging the gap between nano electronics and giga manufacturing beskriver Valentin Dubois hur man kan tillämpa de unika egenskaperna hos nanosprickor i elektriskt ledande material samt utveckla ett nytt sätt att producera elektrodpar med nanometerbreda luftgap.
– Jag upptäckte att de elektriska övergångar, tunnelövergångar, som skapades på detta sätt skulle kunna lösa viktiga tekniska utmaningar som nanovetenskapen idag ställs inför. Sprickgenererade tunnelövergångar har förutsättningar att möjliggöra nya, ännu inte undersökta, experimentella konfigurationer för att utforska och utnyttja fysik, och snart även biologi, på nano- och molekylnivå, säger Valentin Dubois, doktorand på avdelningen för mikro- och nanosystemteknik på KTH, i ett pressmeddelande.
DNA-sekvensering tillämpas i en rad områden i dag. Inom medicin använder man DNA-sekvensering för att identifiera, diagnostisera och möjligen hitta botemedel för sjukdomar. På längre sikt kommer metoden kunna användas också i medicinska utredningar, där vården skräddarsys enligt en molekyl- eller cellanalys av en enskild patient.
Mindre, snabbare, billigare
Problemet med dagens optiska DNA-sekvenserare är att processerna är långsamma och utrustningen är skrymmande och dyr. Valentin Dubois har tillsammans med sina handledare utvecklat en metod där man med hjälp av nanosprickor bland annat kan utveckla DNA-sekvenserare som är avsevärt mycket mindre, snabbare och billigare.
– Vår metod kan i princip möjliggöra DNA-sekvenserare som skulle bestå av en enkel USB-ansluten dockningsstation, i en storlek motsvarande en liten smartphone, som skulle kosta mindre än 1 000 kronor att köpa. Och vem som helst skulle kunna använda den utan någon särskild utbildning. Det skulle förhoppningsvis bli möjligt att bestämma en persons arvsmassa på några tiotals minuter, istället för som nu där det tar dagar, säger han.
Nanosprickor identifierades som en möjlig mönstringsteknik för mikro- och nanoelektronik för drygt tio år sedan. Fördelen med den teknologi som Valentin Dubois presenterar i sin avhandling är att man med den kan framställa sprickor som är precis så små som behövs och dessutom miljoner av dem parallellt.
Valentin Dubois arbetar vidare med teknologier för DNA-sekvensering på Broad Institute i Boston. Han fick nyligen Wallenberg Post-doctoral Fellowship för att göra sin forskning där.
Läs mer om ämnet:
