DNA向石墨烯纳米孔的踩踏引导输送
生物分子的精确放置和运输对于许多单分子操纵和检测方法至关重要。一种这样的方法是纳米孔测序，其中生物分子向纳米孔的递送控制该方法的吞吐量。使用全原子分子动力学，我们在这里表明，可以通过利用分离多层域的石墨烯表面端缺陷的普遍特征来实现生物分子的精确运输。在受外力的前提下，我们发现吸附的DNA移动的速度比向上移动的速度要快得多，甚至沿着缺陷边缘更快，无论运动是由机械力还是溶剂流动产生的。我们利用了这个方向的依赖性来证明电二极管的机械类似物和将DNA分子传递到纳米孔的系统。缺陷引导的递送原理可用于稀缺生物分子物种，按需化学反应和纳米孔传感的分离，浓度和储存。
M13 ssDNA位移在空气中裂解的霍格上的时代AFM图像。
M13 ssDNA位移在溶液中裂解的Hopg上的位移的时间顺序。
poly（dt）20向下（左），向上（中心）和（右）的强制迁移，在石墨烯膜（灰色）上的阶跃缺陷。ssDNA分子的com连接到弹簧上，并以1.0 nm ns -1的恒定速度拉动。
沿石墨烯膜（灰色）的聚（dt）20链的定向位移，该束由水流驱动，该水流会定期逆转方向。为清晰显示了单位单元格的多个图像。通过应用±9.2 bar/nm压力梯度产生流量。流动的方向在指向下（橙色箭头）和向上（青色箭头）之间的阶跃缺陷之间交替。
在四层石墨烯膜中沿纳米孔阵列的聚（DT）20的强迫迁移（灰色）。每个纳米孔都被三个同心单原子步骤缺陷所包围。每10 ns每10 ns逆转400 pn级的方向。在整个模拟过程中，应用了500 mV的跨膜偏置。
螺旋结构中心的纳米孔的聚（dt）20到和从纳米孔的引导运输。石墨烯纳米结构由三层石墨烯膜组成，该膜在外部两层（黄色，蓝色）中具有原子深度螺旋图案切口。将300 pn幅度的外力应用于DNA分子。力的方向每5 ns顺时针方向变化90度，总计26个恒定力片段。在整个模拟过程中，施加了500 mV的跨膜电位。
在螺旋结构中心的α-霍莫林蛋白蛋白（残基110至130）的20个残留片段（残基110至130）的指导转运。石墨烯纳米结构由三层石墨烯膜组成，该膜在外部两层（黄色，蓝色）中具有原子深度螺旋图案切口。将300 pn幅度的外力应用于蛋白质碎片。力的方向每7.5 ns顺时针方向变化90度。
在右角螺旋结构的中心，聚（DT）20纳米孔的引导运输。石墨烯纳米结构由两层石墨烯膜组成，该膜在顶层（蓝色）中有一个原子深度右角螺旋模式。将300 pn幅度的外力应用于DNA分子。力（动画中的箭头指示）的方向每5 ns顺时针旋转90度。
在深度增加的右角螺旋结构的中心，将聚（DT）20到纳米孔的引导转运。石墨烯纳米结构由八个石墨烯层组成。每一层都包含一个矩形螺旋的段，从最外面的段开始。螺旋模式的深度增加了一个原子层，每个原子层都有每个右角。将300 pn幅度的外力应用于DNA分子。力（动画中的箭头指示）的方向每7 ns顺时针旋转90度。