Label-free single-molecule detection of DNA-hybridization kinetics with a carbon nanotube field-effect transistor.
Label-free single-molecule detection of DNA-hybridization kinetics with a carbon nanotube field-effect transistor.
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DOI：
10.1038/nnano.2010.275
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发表时间：
2011-02
影响因子：
38.3
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
在单分子水平上探测生物分子可以提供关于分子相互作用、动力学和运动的有用信息，这些信息通常隐藏在系综测量中。需要提高灵敏度和时间分辨率的技术来探索快速生物分子动力学。在这里，我们报告了使用碳纳米管场效应晶体管在单分子水平上首次观察到DNA杂交。通过将单链探针DNA序列共价连接到碳纳米管中的点缺陷上，我们能够测量由于互补DNA靶标的可逆杂交和熔化而导致的纳米管电导的两级波动。动力学研究作为温度的函数，允许测量不同序列和目标浓度的速率常数，熔化曲线和活化能。动力学表现为非阿伦尼乌斯行为，与荧光相关光谱DNA杂交实验一致。这种技术是无标记的，具有在亚微秒时间尺度上研究单分子动力学的潜力。
Probing biomolecules at the single-molecule level can provide useful information about molecular interactions, kinetics and motions that is usually hidden in ensemble measurements. Techniques with improved sensitivity and time resolution are required to explore fast biomolecular dynamics. Here, we report the first observation of DNA hybridization at the single-molecule level using a carbon nanotube field-effect transistor. By covalently attaching a single-stranded probe DNA sequence to a point defect in a carbon nanotube, we are able to measure two-level fluctuations in the nanotube conductance due to reversible hybridizing and melting of a complementary DNA target. The kinetics are studied as a function of temperature, allowing the measurement of rate constants, melting curves and activation energies for different sequences and target concentrations. The kinetics show non-Arrhenius behavior, in agreement with DNA hybridization experiments using fluorescence correlation spectroscopy. This technique is label-free and has the potential for studying single-molecule dynamics at sub-microsecond time-scales.
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影响因子：
3.4
作者：
Chan, V;Graves, DJ;McKenzie, SE
通讯作者：
McKenzie, SE
影响因子：
5.6
作者：
BORER, PN;DENGLER, B;UHLENBECK, OC
通讯作者：
UHLENBECK, OC
DOI：
10.1073/pnas.0908077106
发表时间：
2009-09-15
影响因子：
11.1
作者：
Fei, Jingyi;Bronson, Jonathan E.;Gonzalez, Ruben L., Jr.
通讯作者：
Gonzalez, Ruben L., Jr.
DOI：
10.1073/pnas.0837064100
发表时间：
2003-04-29
影响因子：
11.1
作者：
Chen, RJ;Bangsaruntip, S;Dai, HJ
通讯作者：
Dai, HJ
影响因子：
10.8
作者：
Goldsmith, Brett R.;Coroneus, John G.;Collins, Philip G.
通讯作者：
Collins, Philip G.