密度汎関数理論計算を用いた電子DNA配列決定のためのホスホレンの実現可能性の評価【JST・京大機械翻訳】

Henry Matthew B.; Tumbapo Mukesh; Wilson Kolby; Tayo Benjamin O.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202205930656971 整理番号：22P0023479

密度汎関数理論計算を用いた電子DNA配列決定のためのホスホレンの実現可能性の評価【JST・京大機械翻訳】

Evaluation of the Feasibility of Phosphorene for Electronic DNA Sequencing Using Density Functional Theory Calculations

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発行年： 2022年01月04日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年01月04日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

グラフェンのような二次元(2D)材料を用いた電子DNA配列決定は,最近DNA配列決定技術の次世代として出現している。市販入手可能性と顕著な物理的および導電性のため,グラフェンはいくつかの理論的および実験的グループによるDNA配列決定のために広く研究されている。この進歩にも関わらず,グラフェンを用いた配列決定は,大きな課題のままである。これはグラフェンの疎水性に起因し,それはDNA塩基を強いπ→π相互作用を介してその表面に固着させ,転位速度を減少させ,誤り率を増加させる。この課題を回避するために,科学コミュニティはグラフェンを越えて他の2D材料に注意を向けた。そのような材料の一つはホスホレンである。本論文では,2つの検出原理,すなわちナノポアおよびナノリボン様式を用いて個々のDNA塩基を識別するためのホスホレンの能力を評価するために,密度汎関数理論(DFT)を用いた第一原理計算研究を行った。DNA塩基の結合エネルギーはグラフェンに比べてホスホレンで低いことを観測した。DNA塩基との相互作用によるエネルギーギャップ変調はグラフェンに比べてホスホレンにおいて非常に重要であった。著者らの研究は,ホスホレンがグラフェンよりも優れ,従って電子DNA配列決定の有望な代替であることを示した。【JST・京大機械翻訳】

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核酸一般 , 生物物理的研究法

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