Control of DNA translocation through solid-state nanopores with integrated electrodes
Final Report Abstract
Die Detektion, Analyse und Manipulation von DNA und anderen Makromolekülen mit Hilfe von Nanoporen gehört laut der Zeitschrift Nature Nanotechnology gegenwärtig zu den aktivsten Teilgebieten der Nanowissenschaften und Technologie. Die generelle Zielsetzung auf diesem Gebiet ist es, aus den beim Porendurchgang messbaren Stromsignalen möglichst detaillierte Röckschlüsse auf die strukturellen und dynamischen Eigenschaften der DNA zu ziehen, im Idealfall bis hin zur Sequenz der Basenpaare. Auf dem Weg zu diesem Fernziel der DNA-Sequenzierung sind in letzter Zeit aufsehenerregende Durchbrüche erzielt worden, aber einige wichtige Probleme sind nach wie vor ungelöst. Neben sehr vielen technologischen Hürden ist hierbei auch ein wesentlich besseres theoretisches Verständnis unabdingbar. In diesem Projekt wurden insbesondere neue Möglichkeiten der Translokations-Kontrolle und -Detektion mittels einer in die Membran integrierten Elektrode analytisch, numerisch und experimentell erforscht. Im Vordergrund stand dabei die Modellierung und Optimierung der auf die DNA einwirkenden elektrokinetischen und hydrodynamischen Kräfte in lateraler Richtung, d.h. senkrecht zur Porenachse.
Publications
- Lateral trapping of DNA inside a voltage gated nanopore, Phys. Rev. E 95, 062413 (2017)
T. Töws and P. Reimann
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevE.95.062413)
