دانلود ترجمه مقاله انتقال DNA به وسیله نانو حفره آبدوستی – ۲۰۱۳ NATURE

انتقال DNA به وسیله نانو حفره آبدوستی در نیترید بور شش ضلعی

DNA Translocation through Hydrophilic Nanopore in Hexagonal Boron Nitride

نتایج

بحث

متدها

منابع

نانوحفره حالت جامد خیلی نازک با ویژگی جذب آب خوب ، برای دستیابی به وضوح فضایی برنامه های کاربردی متوالی DNA مناسب هستند. لایه ی بور نیترید شش ضلعی (h-BN) با ضخامت اتمی، یک ماده دو بعدی را برای ایجاد نانوحفره های حالت جامد ارائه می دهد. با توجه به مقاومت خوب آن در برابر اکسایش، خصلت هیدروفیلیک دستگاه نانوحفره h-BN می تواند به طور قابل توجهی توسط درمانUV-ozone بهبود یابد. زاویه تماس یک ریز قطره KCl-TE در لایه h-BN می تواند بعد از برخورد از ۵۷° به ۲۶° کاهش یابد. رویدادهای بسیاری از انتقال DNA در چنین دستگاه هایی مشاهده شده و بر هم کنش قوی نانو حفره DNA را در حفره هایی با قطر کمتر از ۱۰ نانومتر آشکار می سازد. سطح نویز ۱ / f تقریبا به ناحیه ی لایه h-BN معلق مرتبط شده و بطور قابل توجهی کاهش یافته در پنجره پشتیبانی کوچکتر است. عملکرد نشان داده شده در نانو حفره ی h-BN، راه تشخیص یک مولکولDNA منفرد را هموار می کند.

آزمایشات نانوحفره. سلول جریان، واشرهای PDMS در ابتدا تراشه های نانوحفره h-BN ساخته شده با UVO را در هر دو طرف جلو و عقب برای هر ۱۵ دقیقه در نظر گرفته شدند و پس آز آن با همان سرعت ممکن (معمولا ظرف ۲ دقیقه) فراهم شدند. بافر KCl-TE (حاوی ۱ M KCl، ۱۰ میلی متری Tris-HCl،۱ میلیمتر EDTA، pH = 7.8) بلافاصله با دستگاه پر شد. بطور متوالی نانو حفره هایBN با منحنی I-V مشخص شده اند ، و تنها این تراشه ها با فراهم کردن منحنی های خطی و متقارن I-V برای آزمایش انتقال DNA انتخاب شده اند. هر دو رشته مضاعف (۴۸٫۵kbp) و ۱۰kbp DNA با KCl-TE به ۱ نانومتر توسط بافر و به مدت ۱ دقیقه برای فعال کردن مولکول های DNA به مدت 〖۷۰〗^°ساعت رقیق شدند. پس از تزریق بافر DNA، ولتاژهای محرک بین ۵۰ mV و mV 250 در سراسرغشاها بکار گرفته شدند. جریان یونی توسط یک آمپلی فایر Axopatch (200B) با سرعت اکتسابی ۲۵۰ کیلوهرتز، با یک فیلتر بسل ۴ قطبی ۳۰ کیلوهرتز تشخیص داده شد. رویدادهای انتقالی ثبت شده در یک برنامه گرافیکی متلب پردازش شده بودند. این برنامه به ما اجازه مشاهده یک به یک رویداد ها را می دهد و تنها رویدادهایی با نرخ سیگنال-نویز (SNR)بزرگتر از ۸ رخ می دهند و لبه تند برای تحلیل انتخاب شده اند.

Ultra-thin solid-state nanopore with good wetting property is strongly desired to achieve high spatial resolution for DNA sequencing applications. Atomic thick hexagonal boron nitride (h-BN) layer provides a promising two-dimensional material for fabricating solid-state nanopores. Due to its good oxidation resistance, the hydrophilicity of h-BN nanopore device can be significantly improved by UV-Ozone treatment. The contact angle of a KCl-TE droplet on h-BN layer can be reduced from 576 to 266 after the treatment. Abundant DNA translocation events have been observed in such devices, and strong DNA-nanopore interaction has been revealed in pores smaller than 10 nm in diameter. The 1/f noise level is closely related to the area of suspended h-BN layer, and it is significantly reduced in smaller supporting window. The demonstrated performance in h-BN nanopore paves the way towards base discrimination in a single DNA molecule.

Nanopore experiments. The flow cell, PDMS gaskets and nanopore chips were firstly treated with UVO on both the front and the back side for 15 minutes each and then assembled as soon as possible. KCl-TE buffer (contain 1 M KCl, 10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 5 7.8) was filled into the device immediately. Subsequently, the BN nanopores were characterized by I-V curve, and only those chips providing linear and symmetry I-V curves were selected for DNA translocation experiment. Both double strand l-DNA (48.5 kbp) and 10 kbp DNA were diluted to 1 nM by KCl-TE buffer and pre-warmed to 70u for 1 minute to activate DNA molecules. After injection of DNA buffer, driving voltages between 50 mV and 250 mV were applied across the membranes. The ionic current was detected by an Axopatch amplifier (200B) at acquisition rate of 250 kHz, with a 30 kHz 4-pole Bessel filter. The recorded translocation events were processed in a Matlab GUI program. The program allows us to view the events one by one and only those events with signal-noise-ratio (SNR) bigger than 8 and have a sharp edge are selected for analysis.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

انتقال DNA به وسیله نانو حفره آبدوستی در نیترید بور شش ضلعی

DNA Translocation through Hydrophilic Nanopore in Hexagonal Boron Nitride