微米和纳米

喜迎十九大|这帮重庆科研达人将基因测序变得更“亲民”

喜迎十九大|这帮重庆科研达人将基因测序变得更“亲民”

基因测序能够分析我们基因里的缺陷

预测罹患疾病的可能性

但做一次检查动辄两三千的价格

让不少民众难以承担

近日,重庆这帮科研达人的研究成果

让基因测序变得更“亲民”

喜迎十九大|这帮重庆科研达人将基因测序变得更“亲民”

近日,中国科学院重庆绿色智能技术研究院精准医疗单分子诊断技术研究中心在5纳米石墨烯纳米孔精确制备技术研究方面取得进展,研究成果发表在《纳米技术(Nanotechnology)》期刊上,是全球首个用氦离子在单层石墨烯上制备纳米孔的技术。

Q

&

A

Q:在单层石墨烯上打出了直径5纳米的孔,意味着什么?

A:它为实现更高效、低廉基因测序技术奠定了基础。

降低基因测序成本

基因检测的“用武之地”

不少高龄孕妇会被医生推荐做无创DNA产前检测。这种利用第二代基因组测序技术来检测唐氏综合征的方法,准确率高,且可避免因侵入性诊断带来流产、感染风险。

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在欧美国家,基因检测已经成为人们预防疾病、合理用药的常规方法。

基因检测应用低,主要因为“贵”

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王德强 博导

中国科学院重庆绿色智能技术研究院

研究领域:

纳米孔单分子检测技术

固体纳米孔DNA测序技术

蛋白质分子检测与测序技术

分子手性检测

“高昂的测序费用是目前限制个性化基因组测的主要因素。”王德强介绍,制备出直径小于5纳米的纳米孔是要做新一代DNA测序技术的基础。

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如果成功做出新一代DNA测序仪,那测序一次DNA的费用可降到几百元。倘若基因测序和抽血检验价格差不多,就能有更多人享受到更优质的医疗服务。

为什么要在石墨烯上打纳米孔

因地选材,石墨烯上打出纳米孔

在石墨烯上打纳米孔的原因?

王德强说,在纳米孔测序的研究领域中,蛋白孔容易老化、不耐高压,氮化硅、二氧化硅等材料制备的固态纳米孔厚度普遍太大。

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(从石墨中剥离石墨烯)

而石墨烯是一种只有一个原子厚度的准二维材料,厚度只有0.35纳米,能准确识别DNA穿孔时相邻碱基。而单层石墨烯的制备正是中科院重庆研究院的强项。

身担重任,克服困难终成功

如何在单层石墨烯上打出纳米孔,是件难度很高的事。这个任务交到了从日本名古屋大学回国的博士邓云生的手中,可想要制备出理想中的纳米孔需要不断的重复试验。

国内并没有相关文献参考,邓云生只能自己推算公式、计算轰击的力量、离子束的校准度。

在科研过程中也有失败和沮丧, 就在乌云蔽日之时,王德强走到了邓云生身边。

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“王主任就那么笑眯眯地看着我,给我讲解制备方法,分析原因。有一点点进步就鼓励我,让我又有了信心。”邓云生说,去年11月当得知自己成功制备5纳米孔,他无比激动。

现在,邓云生已能在

单层石墨烯上制备出2纳米孔了。

一颗朴实爱国心

放弃外国高薪待遇,毅然回国组建科研团队

中科院微电子研究所博士

德州大学阿灵顿分校(UTA)博士后

伊利诺伊大学

厄巴纳—香槟分校(UIUC)博士后

曾任美国IBM Watson研究中心研究科学家

今年39岁的王德强

拥有让人艳羡的履历

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但王德强毅然回国,搞起了基因测序的研究。对此,王德强说得特别朴实:“在国外做科研成果都是国外的,我就是想回国为国家、单位作一点贡献。”

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王德强的团队成员现在有十多人,来自不同学科,如今他们已开展艾滋病早期监测、肺癌早期监测、外泌体分离等项目的研究,并已取得进展。接下来,他的团队还有个“小目标”:做核心国产技术装备,让祖国在微纳米结构制备方面做到领先!

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