在石墨烯台阶纳米孔中锁定 ssDNA 并通过电触发逐步操控其传输

本研究证明，构建在多层石墨烯片上的纳米孔台阶可用于控制单链 DNA（ssDNA）的构象与传输以实现纳米孔测序。当吸附在台阶状石墨烯纳米孔上时，ssDNA 在纳米孔附近无面内摆动，并能在拉伸构象下被锁定在石墨烯台阶上。在偏置下，纳米孔附近积累的离子促进了被锁定 ssDNA 的易位，同时也扰乱了孔内核苷酸所受驱动力与阻力的平衡。研究发现触发 ssDNA 易位启动需要一临界力，这意味着台阶状石墨烯纳米孔具有固有场效应。通过改变作为触发信号的电场强度，可在单核苷酸水平上操控纳米孔内 ssDNA 的停止与行进。ssDNA 在纳米孔中的速度也可由电刺激频率调节。因此，通过引入控制器与触发器，实现了石墨烯纳米孔中 ssDNA 可控易位的新方案，值得更多实验探索。