噪声对基于横向电子输运的DNA测序的影响

先前的理论研究已经表明，在DNA链易位通过纳米孔或通道时测量其横向电流，可以提供DNA碱基的统计可区分特征，从而可能实现快速DNA测序。然而，环境的涨落（例如离子和DNA的运动）引入了重要的散射过程，可能会影响这种测序方法的可行性。为了理解这一问题，我们分析了一个简单的模型，该模型捕捉了这种复杂环境在电子退相干中的作用及其将电荷载流子从载流状态中移除的能力。我们发现，由于穿过核苷酸的隧穿具有非共振性质，这些效应并不会强烈影响电流分布——我们预期这一结果是分子结中输运的共同特征。具体而言，只有当散射强度与分子态和费米能级之间的能隙相比很大时，才会显著改变电流分布的形式。由于该能隙本身相当大，电流分布能够免受此类噪声的影响，这进一步支持了利用横向电子输运测量进行DNA测序的可能性。