Imec beschrijft in Nature Communications een optische methode om efficiënt dna-strengen af te lezen. Het vaststellen van de genetische code van individuele patiënten speelt een steeds grotere rol in de geneeskunde, en er is een grote behoefte aan manieren om dit snel en foutloos te kunnen doen.
DNA-moleculen zijn lineaire ketens opgebouwd uit vier verschillende bouwblokken – de genetische code. Het vaststellen van die volgorde is beslist geen sinecure. In de jaren negentig kostte het een consortium van twintig instellingen ruim een decennium en 3 miljard dollar om een soort van gemiddeld genoom van de mens vast te leggen. Technische ontwikkelingen hebben de kosten en snelheid sindsdien met ordegroottes verbeterd, maar het is nog niet zo ver dat het in de dagelijkse praktijk ingepast kan worden.
Een veelbelovende technologie hiervoor is om een dna-molecuul door een nanogaatje heen te trekken. Door de elektrische eigenschappen te meten, kan vastgesteld worden welk bouwblok er op het moment door de porie heen komt. De gevoeligheid van de methode is echter beperkt, en vaak moet het dna bewerkt worden om het signaal te verbeteren.
De Imec-onderzoekers schrijven nu hoe de detectie ook optisch kan met Raman-spectroscopie. Ze gebruiken hiervoor een porie uit de wafefab. De vorm en het oppervlak zijn zo ontworpen dat het molecuul dat eraan geadsorbeerd wordt een sterke optische respons uitlokt. Het dna hoeft hiervoor niet eerst behandeld te worden.
Er zijn nog wel de nodige technische uitdagingen om het systeem snel en soepel te laten werken, maar de technologie blijkt in principe geschikt om de bouwblokken te identificeren, en bovendien ook moleculaire toevoegingen. Vaak worden er bijvoorbeeld methylgroepen aan het dna gehangen om het te inactiveren. Dergelijke aankleding is belangrijk voor veel aandoeningen.