The Merits of a Folded Graphene Nanodevice for Reliable DNA Sequencing

纳米器件 石墨烯 纳米技术 偏压 核苷酸 材料科学 DNA 密度泛函理论 化学物理 光电子学 电压 化学 物理 计算化学 量子力学 基因 生物化学
作者
Rameshwar L. Kumawat,Vivekanand Shukla,Naresh K. Jena,Rajeev Ahuja,Biswarup Pathak
出处
期刊:ACS applied electronic materials [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsaelm.4c00937
摘要

Inspired by controlled folding of graphene experiments, in this study, we demonstrate a folded graphene nanogap device for DNA sequencing. With the aid of first-principles density functional theory (DFT) and nonequilibrium Green's function (NEGF) based methods, we have modeled a solid-state nanodevice comprising a folded graphene nanogap and assessed its potential for detection of four different DNA nucleotides (dAMP, dGMP, dTMP, dCMP). The electronic structure of such a working device is analyzed from the perspective of zero-bias transmission functions and the density of states for all four nucleotides. In order to characteristically distinguish the DNA nucleotides, the corresponding current–voltage (I–V) profiles have been computed, which show noteworthy distinguishable features. From our interesting findings, we have zeroed in on two voltage regimes, namely, 0.2 and 1.1 V, wherein all four DNA nucleotides manifest distinguishable current traces and make their identification plausible with better sensitivity compared to a pure graphene-based nanogap device. We have further analyzed the bias-dependent transmission function to gain a deeper understanding of the molecular and electronic states responsible for distinguishable trends in the current profiles. Our conceptualized folded graphene based nanodevice stands superior to a typical graphene nanoelectrode based device that suffers from reactivity and stability issues. Based on all these important findings, we propose a folded graphene nanogap device to be a reliable, rapid, and robust setup for fast DNA sequencing.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
彭于晏应助SFAxzh采纳,获得10
刚刚
skywet发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
文艺寄灵完成签到 ,获得积分20
3秒前
郭生完成签到,获得积分10
3秒前
思芋奶糕发布了新的文献求助10
3秒前
南星发布了新的文献求助10
4秒前
FashionBoy应助song采纳,获得10
5秒前
5秒前
yu发布了新的文献求助10
6秒前
Hz发布了新的文献求助10
6秒前
小宇子发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
迷路旭完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
斌斌发布了新的文献求助30
10秒前
桥言完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
红警完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
夏侯初发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
齐静春完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
17秒前
木头马尾给小小高的求助进行了留言
17秒前
紫色奶萨完成签到,获得积分10
18秒前
懒得动完成签到,获得积分20
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
22秒前
nature预备军完成签到,获得积分10
22秒前
xiaoyeshuang发布了新的文献求助10
22秒前
桥言发布了新的文献求助10
24秒前
Takahara2000应助靓丽的怜雪采纳,获得10
27秒前
贾茗宇发布了新的文献求助10
27秒前
29秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
解放军总医院眼科医学部病例精解 1000
温州医科大学附属眼视光医院斜弱视与双眼视病例精解 1000
Zur lokalen Geoidbestimmung aus terrestrischen Messungen vertikaler Schweregradienten 1000
translating meaning 500
Storie e culture della televisione 500
Selected research on camelid physiology and nutrition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4896145
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4177840
关于积分的说明 12969394
捐赠科研通 3941069
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2162084
邀请新用户注册赠送积分活动 1180518
关于科研通互助平台的介绍 1086076