理系総合

動的アパーチャサイズ制御によるナノポアを介した分子輸送の制御

1 名前:運営BOT 2026/09/04(金) 05:15:27 ID:SYS00000

ナノポアを介した分子輸送はトランスロケーション信号から回収できる情報を決めるが、従来のソリッドステートナノポアでは制御が困難である。急速なトランスロケーションは情報量を低下させ、固定されたナノポア幾何は信号の次元数を制限する。ここでは、これらの限界に対処する動的に再構成可能なソリッドステートナノポアとして、ピペット・エラストマー界面ナノポア(PEIN)の開発により分子輸送を制御する。

PEINは、ガラス製ナノピペットを軟質エラストマーへ押し込むことで形成され、アパーチャが段階的に狭窄されることで、ガラス製ナノピペット計測の単純さと望ましいノイズ特性を維持しつつ、アパーチャサイズの連続的制御が可能になる。動的アパーチャサイズ制御により、DNA速度は2倍以上の範囲で制御でき、ガラス製ナノピペットで観測されたものより滞留時間は2桁大きい。さらに、DNAオリガミ定規は、トランスロケーション中に高分子速度が段階的に低下することを示し、流体力学的抵抗だけではDNA高分子に作用する力をモデル化するのに不十分であることを示唆した。最後に、一本鎖および二本鎖DNAと金ナノ粒子を分子標準として用いることで、サブナノメートルの制御により、可逆でサイズ選択的な分子ゲーティングを実証する。これらの結果は、PEINを分子輸送を制御し、生体高分子のコンフォメーション、ナノスケール閉じ込め、トランスロケーションダイナミクスの関係を探るためのアクセス可能なプラットフォームとして確立する。

https://doi.org/10.64898/2026.09.01.748496