新概念：石墨單分子層孔道DNA測序法
美國國家標準與技術研究院（NIST）近期提出了一種高效、精確的DNA測序方法。通過將DNA分子從超薄的石墨片層結構的孔洞中拉動，通過測量石墨孔洞邊緣產生的電位變化，從而實現高速、高精度、高效率的DNA測序。該方法不同于以前的桑格爾測序法以及第二代第三代測序法。相關工作發表在《Nanoscale》上。
NIST的研究表明，該方法可以在一秒鐘時間內，識別約660億個堿基，而且有90％的準確性，并且沒有假陽性（false positive）。現在的這個測序還僅僅停留在概念層次，如果真的能夠被實驗證明，該方法可能最終會比會常規DNA測序更快和更便宜，是真正面向未來的測序方法。
在20世紀70年代開發的常規測序，涉及分離、復制、打標簽和DNA的重組件，來讀取的遺傳信息。NIST的新方法則基于將DNA拉過納米孔道的理論。這個概念開創于20年前，基于帶電粒子（離子）通過納米通道，會引起電位的變化。時至今日，這個想法仍然很流行，但會造成諸如不必要的背景電流信號噪聲、或干擾，也面臨著選擇性不足的挑戰。
相比之下，NIST的新測序流程，是要建立臨時的化學鍵，依靠石墨烯的能力，從打破這些化學鍵，將機械應變信號轉變為電流信號。這實際上是一個很小的應變傳感器，科學家認為他們雖然沒有發明完整的技術，但是提出了一個新的物理原則，即有可能是遠遠優于其他測序方法。由于它的電性能和小型化的薄膜結構，石墨烯是在納米孔測序概念中非常合適。在新的NIST法，石墨烯納米帶（4.5X15.5納米）上有多個納米孔道（2.5納米寬），其中可以通過堿基。
使用計算機模擬該系統在室溫下在水中進行測序，胞嘧啶附著到納米孔，可以檢測到鳥嘌呤。甲單鏈DNA分子從納米孔通過，當鳥嘌呤通過是，與胞嘧形成啶氫鍵。當DNA的不斷移動，石墨烯被猛拉，然后滑回原來的位置，鍵鍛裂，從而出現電流變化。
研究人員利用與理論相結合的模擬數據，來估計可測量信號變化的水平。信號強度是在毫安范圍內，比早先的離子電流的納米孔的方法信號更強。基于90％的準確率的性能，而無需任何誤報（沒有假陽性），研究人員認為，相同的DNA鏈的四次獨立的測量將產生99.99％的精度，可以達到測序人類基因組所需要的精確度。
理論分析表明，基本的電子過濾方法，可以分離出有用的電信號，而不需要復雜的數據處理，或其他嚴格限制的操作條件。除了連接堿基，納米孔，所有的傳感器組件已通過其他研究小組用實驗證實可行。這項研究的作者得出結論，該測序的新概念充滿了希望，這可能是新一代顛覆時代的新概念。
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