Optisk analys av enskilda biomolekyler med nanoporer

Research Project, 2026 – 2031

Analys av biomolekylära interaktioner är centralt inom molekylärbiologi och läkemedelsindustrin. Helst bör sådana mätningar gå utöver enkel bestämning av affinitet och kinetik. För att se molekylära mekanismer behöver man kunna detektera enskilda molekyler utan fluorescenta markörer. Interferometrisk ljusspridning (iScat) är en nyetablerad teknik som kan "väga" enskilda molekyler med hjälp av ljus (Refeyn, Storbritannien). Interaktioner kan dock inte detekteras i realtid och diffusivitet för enskilda molekyler kan inte mätas med befintliga instrument. Mindre molekyler (peptider, oligonukleotider etc.) är också svåra att detektera. Dessa begränsningar har lett till ett intresse för att implementera iScat principen på nanostrukturer. Till exempel har en metod baserad på nanokanaler nyligen utvecklats på Chalmers. I detta projekt föreslår vi att implementera iScat detektionsprincipen på nanoporer. Detta kommer att möjliggöra flera praktiska fördelar och intressanta kombinationer med andra sensorteknologier. Eftersom en nanopor är mindre än en diffraktionsbegränsad fokuspunkt av ljus kommer det dessutom att vara möjligt att implementera konfokalmikroskopi och snabba fotodetektorer för att analysera intensitetsförändringar med högre upplösning. Vi tror att detta kommer att göra det möjligt att detektera mindre molekyler samt interaktioner mellan enskilda molekyler i realtid. Den nya metoden kommer att utvärderas på läkemedelskandidater som för närvarande utvecklas av AstraZeneca.