Detection of DNA molecules in a lipid nanotube channel in the low ion strength conditions


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Investigation of the transport phenomena in the nanoscopic channels/pores with the diameter smaller than 100 nm is of utmost importance for various biological, medical, and technical applications. Presently, the main line of development of nanofluidics is creation of biosensors capable of detecting single molecules and manipulating them. Detection of molecules is based on the measurement of electric current through a channel of appropriate size: when the molecule enters the channel, which diameter is comparable with the molecule size, the ion current reduces. In order to improve transport properties of such channels, their walls are often coated with a lipid bilayer, which behaves as two-dimensional liquid and thus is capable of supporting transport phenomena. In the present work, we utilized this property of lipid membranes for the development of a method for detecting and controlling transport of single-stranded DNA through channels formed by membrane cylinders with the luminal radii of 5–7 nm. We have demonstrated that in the conditions of small ion strength, the appearance of a DNA molecule inside such channel is accompanied by an increase of its ion conductivity and can be controlled by the polarity of the applied voltage. The amplitude of the ion current increase allows evaluating the amount of DNA molecules inside the channels. It was also demonstrated that upon adsorption of DNA molecules on the lipid bilayer surface, the membrane cylinder behaves as a voltage-sensitive selective ion channel.

Об авторах

K. Chekashkina

Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine; Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Email: pavel.bashkirov@niifhm.ru
Россия, ul. Malaya Pirogovskaya 1a, Moscow, 119435; Leninskiy pr. 31/5, Moscow, 119071

T. Galimzyanov

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry; National University of Science and Technology MISiS

Email: pavel.bashkirov@niifhm.ru
Россия, Leninskiy pr. 31/5, Moscow, 119071; Leninskiy pr. 4, Moscow, 119049

P. Kuzmin

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Email: pavel.bashkirov@niifhm.ru
Россия, Leninskiy pr. 31/5, Moscow, 119071

S. Akimov

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry; National University of Science and Technology MISiS

Email: pavel.bashkirov@niifhm.ru
Россия, Leninskiy pr. 31/5, Moscow, 119071; Leninskiy pr. 4, Moscow, 119049

S. Romanov

Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine; Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry; Moscow Institute of Physics and Technology

Email: pavel.bashkirov@niifhm.ru
Россия, ul. Malaya Pirogovskaya 1a, Moscow, 119435; Leninskiy pr. 31/5, Moscow, 119071; Institutskiy per. 9, Dolgoprudniy, 141700

G. Pozmogova

Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine

Email: pavel.bashkirov@niifhm.ru
Россия, ul. Malaya Pirogovskaya 1a, Moscow, 119435

D. Klinov

Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine

Email: pavel.bashkirov@niifhm.ru
Россия, ul. Malaya Pirogovskaya 1a, Moscow, 119435

P. Bashkirov

Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine; Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Автор, ответственный за переписку.
Email: pavel.bashkirov@niifhm.ru
Россия, ul. Malaya Pirogovskaya 1a, Moscow, 119435; Leninskiy pr. 31/5, Moscow, 119071

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».