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Nanopori ingegnerizzati per applicazioni biomolecolari

In natura, sono presenti diversi esempi di porte con grandezza appartenente alla nanoscala in grado di controllare il passaggio di molecole con notevole precisione. Queste strutture biologiche hanno ispirato la ricerca finanziata dall’UE che mira a progettare nanopori in grado di imitare molte delle loro funzionalità.
Nanopori ingegnerizzati per applicazioni biomolecolari
Il progetto ACTIVE NANOPORES (Active polymer-functionalized nanopores) è stato dedicato allo sviluppo di nanopori a stato solido in strati di diversi materiali, inclusi i metalli. I ricercatori hanno creato dei nanopori su pellicole sottili di oro, con uno spessore tra 20 e 50 nm, e all’interno di sistemi metallo-isolante-metallo leggermente più spessi.

I ricercatori hanno usato un nuovo quadro teorico per descrivere le proprietà ottiche di questi nuovi tipi di nanostrutture, le quali penetrano attraverso più strati di pellicole metalliche con isolanti al loro interno. I plasmoni superficiali sono stati utilizzati per il rilevamento ottico delle interazioni sulle loro superfici.

Per ottenere funzionalità simili a quelle osservate nei complessi del poro nucleare, che controllano quali molecole sono autorizzate a entrare nei nuclei delle cellule eucariotiche, i ricercatori hanno fatto aderire dei materiali morbidi sulle superfici dei nanopori. I polimeri, in particolare, possiedono le caratteristiche necessarie per simulare i sistemi biologici.

Mediante la funzionalizzazione dei nanopori, è stato creato lo stesso tipo di barriere selettive che consente il passaggio soltanto di molecole mirate, aprendo la strada ad applicazioni di filtrazione e cattura biomolecolare. La ricerca del progetto ACTIVE NANOPORES ha proposto i mezzi per affrontare complesse miscele di biomolecole come le proteine.

È importante sottolineare che le porte di grandezza nanometrica sono soggette ad apertura o chiusura per mezzo di segnali elettrici. Le pellicole di metallo possono essere utilizzate come elettrodi, offrendo un controllo elettrico sulle nanostrutture, così come la possibilità di cambiare temperatura e pH localmente sulla loro superficie.

Il risultato del progetto ACTIVE NANOPORES può diventare parte integrante di piattaforme analitiche su micro-scala e aumentare la specificità dei biosensori. I nanopori rappresentano un tipo di superficie adatta per l’analisi delle interazioni molecolari basate su spettroscopia ottica o lettura elettrochimica.

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Argomenti

Life Sciences

Keywords

Nanopori, biomolecolare, ACTIVE NANOPORES, polimero, metallo-isolante-metallo