快速可靠的DNA测序是生物学研究长久以来的梦想。近日，澳大利亚的研究人员在《Nature Communications》上发表文章，表示利用一种特殊形式的碳 – 石墨烯（graphene），有望实现实时、高通量的DNA测序，从而彻底改变医学研究和检测。
 

    这项研究由澳大利亚墨尔本大学物理系的Jiri Cervenka博士领导，澳大利亚同步加速器（Australian Synchrotron）和拉筹伯大学（La Trobe University）的研究人员也参与其中。

    石墨烯是碳的同素异形体，有着许多非凡的特性。它几乎透明，极其坚硬，能以极高的效率导热和导电。以石墨烯为基础的电子传感器的最新进展，显示了它们对吸附分子的灵敏度，也意味着它们在无标记DNA测序技术上的巨大潜力。

    目前，DNA测序正作为医疗诊断、法医检验以及生物系和医学研究的基本工具被广泛应用。据墨尔本大学的Nikolai Dontschuk介绍，利用石墨烯来测序DNA有望提高速度、通量、可靠性和准确性，同时降低测序的成本。

    Dontschuk表示：“我们发现，每个碱基正以不同的方式影响着石墨烯的电子结构，而这是可以测定的。”他也是这篇文章的第一作者。

    他们的想法是将基于石墨烯的电子传感器与纳米孔结合使用。让单个DNA分子穿过石墨烯电子传感器，就像一串珠子穿过细小的铁丝网，从而实现实时、高通量的单分子测序。

    研究小组利用石墨烯场效应晶体管（GFET）作为探针，以显示吸附在石墨烯表面的DNA碱基的存在。他们通过实验证明，GFET能够在吸附四种不同的DNA碱基后，测定不同的电导特征。这一结果归因于接口偶极场的形成。

    在比较了实验结果和同步加速器的结果之后，研究小组预测了最终设备的灵敏度，并评估了石墨烯用于单碱基传感的可行性。