Kontrolle der DNA-Translokation durch Festkörper-Nanoporen mit integrierten Elektroden

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Reimann; Professor Dr. Günter Reiss
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 269849114

Wir betrachten die Translokation von kurzen DNA-Fragmenten (oder Nanoteilchen usw.) durch eine künstlich in eine dünne Festkörper-Membran gebohrte Nanopore (Engl. "solid-state nanopore") unter dem Einfluss eines extern angelegten elektrischen Feldes. Die generelle Zielsetzung auf diesem Gebiet ist es, aus den beim Porendurchgang messbaren Stromsignalen möglichst detaillierte Rückschlüsse auf die strukturellen und dynamischen Eigenschaften der DNA zu ziehen, im Idealfall bis hin zur Sequenz der Basenpaare. In diesem Projekt sollen insbesondere neue Möglichkeiten der Translokations-Kontrolle und -Detektion mittels einer oder mehrerer in die Membran integrierten Elektroden theoretisch erforscht werden. Im Vordergrund steht die Modellierung und Optimierung der auf die DNA einwirkenden elektrokinetischen und hydrodynamischen Kräfte sowie der zwischen den diversen Elektroden messbaren elektrischen Ströme. Dabei sind einige wichtige Modellparameter quantitativ bisher unbekannt und sollen daher experimentell bestimmt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen