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Herramienta única para democratizar la entrada en el campo de la investigación de nanoporos

Un nanoporo es un pequeño agujero en una membrana delgada con un diámetro de alrededor de una milmillonésima parte de un metro, o aproximadamente el ancho de una sola molécula de ADN. Las aplicaciones potenciales de estos nanoporos son tan diversas, desde la medicina hasta la tecnología de la información (TI), que podrían tener un gran impacto en nuestra vida diaria. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Ottawa está democratizando el acceso al campo de la investigación de nanoporos al ofrecer una herramienta única para acelerar el desarrollo de nuevas aplicaciones y descubrimientos.

El innovador T.-Cossa Lab, que estudios aplicaron biofísica de una sola molécula, se le ocurrió la idea de proporcionar a la comunidad investigadora los protocolos, diseños de hardware, y el software necesario para fabricar nanoporos de estado sólido de forma rápida bajo costo, y moda completamente automatizada. Este método ya está disponible en la revista en línea. Protocolos de la naturaleza .

La medida es una bendición para los investigadores que desarrollan aplicaciones de diagnóstico y secuenciación en salud, Ciencias de la vida, y TI, donde se necesita poder detectar e identificar moléculas biológicas individuales como proteínas o ADN con la precisión exacta de un nanoporo.

Por primera vez, Estamos poniendo a disposición nuestra exclusiva herramienta de fabricación de nanoporos. Optamos por ofrecer nuestra tecnología de fabricación de nanoporos patentada a la comunidad de investigación de forma gratuita, para ayudar a difundirlo y ampliar el campo de la investigación de nanoporos ".

Vincent Tabard-Cossa, profesor del Departamento de Física y Director del Laboratorio de Biofísica Aplicada de Molécula Única de la Universidad de Ottawa

Los nanoporos de estado sólido ahora están bien establecidos como sensores de biomolécula única que son una enorme promesa para aplicaciones de detección y secuenciación rápidas y de bajo costo. incluida la identificación rápida de patógenos, cuantificación de biomarcadores para medicina de precisión, metagenómica, análisis de microbioma, e investigación del cáncer. Sin embargo, hasta hace poco, esta promesa había sido sofocada por lo caro, Laborioso, y métodos de bajo rendimiento mediante los cuales se fabricaron los poros. Para abordar este problema, El profesor Tabard-Cossa y su equipo fueron pioneros en un método de fabricación de nanoporos de estado sólido barato y escalable en 2012 llamado descomposición controlada (CBD), que desde entonces se ha convertido en el método elegido por los grupos de investigación de todo el mundo para fabricar nanoporos de estado sólido.

"Para fomentar la innovación accesible, nos propusimos crear un instrumento y un flujo de trabajo que pudiera ser operado con éxito por alguien que nunca había oído hablar de un nanoporo, "dijo Matthew Waugh, director de laboratorio del T.-Cossa Lab. "Ya hemos tenido algunos éxitos asombrosos a través de un programa de divulgación científica local en el que los estudiantes de secundaria han podido producir nanoporos de forma independiente y detectar moléculas de ADN individuales en una sola tarde utilizando nuestras herramientas".

La fabricación de poros de CBD reemplaza los costosos, microscopios electrónicos operados manualmente con bajo costo, fácil de usar, pequeños instrumentos de sobremesa que fabrican automáticamente nanoporos de un tamaño determinado con solo hacer clic en un botón. Según el Dr. Tabard-Cossa, Los investigadores ahora pueden centrar su atención en el desarrollo de diferentes aplicaciones de nanoporos en el mundo real en varios campos.

"Una de estas aplicaciones aborda la creciente necesidad de almacenar y archivar grandes cantidades de información digital durante períodos de tiempo muy prolongados, "dijo Kyle Briggs, becario postdoctoral en el laboratorio T.-Cossa. "La naturaleza resolvió este problema hace mucho tiempo con el ADN, y un enfoque similar funcionará para nosotros, en el que la información se almacena como la secuencia de un polímero sintético, reduciendo las granjas de servidores al tamaño de un refrigerador y ahorrando miles de millones de dólares en costos de energía y discos duros fritos. Los nanoporos de estado sólido podrían permitir el próximo gran avance en el almacenamiento de datos, ya que pueden usarse como el elemento que lee la información de los polímeros. "añadió.