UCLA-Physiker Stellen Einzelnes Molekül Nanosensor - Neues Produkt her

UCLA-Physiker haben einen erst-von-sein-netten nanoscale Fühler unter Verwendung eines einzelnen Moleküls weniger als 20 lang- mehr als 1.000mal der nm hergestellt, die eines Menschenhaars - die Teamberichte im Punkt Am 24. Juni der Verfahren der National Academy Of Sciences Kleiner als die Stärke sind.

Der molekulare Nano-Fühler könnte bei der Früherkennung von Erbkrankheiten helfen, und hat zahlreich andere Anwendungen für Medizin, Biotechnologie und andere Bereiche, sagten Giovanni Zocchi, Assistenzprofessor von Physik an UCLA, Bauteil des Instituts Kaliforniens NanoSystems und Führer des Forschungsteams.

„Diese nanoscale Einzelmolekül Methode könnte zu beträchtliche Verbesserungen in der Früherkennung von Erbkrankheiten, einschließlich die wachsende Anzahl von Krebsformularen führen, für die Erbfaktoren bekannt,“ Zocchi sagte. „Die größten möglichen Anwendungen für diesen Fühler sind möglicherweise im Drogenfindungsprozess, in dem die Möglichkeit von die Genexpressionsantwort von Zellen zu den zukünftigen Drogen schnell abmessen ist entscheidend.“

Die National Science Foundation finanziert föderativ die Forschung.

Zocchis nanoscale Fühler verwendet ein einzelnes Molekül, um das Vorhandensein einer spezifischen kurzen Reihenfolge in einer Mischung von DNS- oder RNS-Molekülen zu erkennen - die er mit dem Finden einer Nadel im Heuhaufen übereinstimmt.

„Traditionelle Wertbestimmungen verwenden eine Durchschnitt berechnete Prozedur, die einen Mindestbetrag Moleküle entdeckt, aber unsere Methode kann ein einzelnes entdecken,“ sagte Zocchi. „Wenn ein Zielmolekül an den Fühler im Fühler bindet, verformt sich das Fühlermolekül und in seiner neuen Anpassung, Züge auf dem Fühler. Es ist bemerkenswert, dass ein einzelnes Molekül den Fühler wirklich verschieben kann, weil die relativen Größen mit einer Person vergleichbar sind, die versucht, einen Berg zu verschieben, aber Masse ist ohne Konsequenz an diesen winzigen Schuppen.“

Der Antrag des Fühlers wird durch eine optische Technik entdeckt, die „die dahinschwindende zerstreuende Welle genannt wird,“ analysiert die Leuchte, die heraus hinter einem reflektierenden Spiegel leckt. Diese dahinschwindende Welle kann verwendet werden, um die Stellung einer Nachricht „über“ dem Spiegel hinaus genau zu ermittlen.

„, Anstatt, das Vorhandensein des Ziels zu entdecken, entdecken wir die ändernde Anpassung des Fühlers, wenn das Ziel an es bindet,“ Zocchi sagten.

Zocchis Team ist das erste, zum über von Maßen von angleichbaren Änderungen in einem einzelnen DNS-Molekül an der nmschuppe zu berichten.

„Dieser einzelne Molekülfühler könnte ein wichtiges Bauteil „eines Labors auf einem Chip“ Technologie sein für das Handeln der chemischen Analyse auf einem Chip,“ sagte Zocchi.

Zocchis Team plant, den nanoscale Fühler für experimentelle Leukämieforschung zu verwenden, um zu prüfen, ob die hohe Empfindlichkeit des Fühlers ein Wiederauftreten von Krebs in einem früheren Stadium als entdecken kann, ist jetzt möglich.

„Wenn wir die Empfindlichkeit des Detektors erhöhen können, dann ist möglicherweise es möglich, Erbkrankheiten in einem früheren Stadium zu entdecken,“ sagte Zocchi. „Es wird möglicherweise möglich, das Vorhandensein einer Abweichung in DNS an einem Anfangsstadium oder den Ausdruck eines bestimmten Gens zu bestimmen, das nicht ausgedrückt werden sollte.

„Ein einzelner Molekülfühler hat prinzipiell außerordentliche Empfindlichkeit. Anders Als vorhergehende einzelne Molekülexperimente die für umfangreiche Anwendungen nicht durchführbar schwierig waren, leiht sich die Einfachheit dieser Auslegung zu vielen Anwendungen.

„Eine effiziente Hochempfindlichkeit Methode würde ein wichtiges Hilfsmittel für die Prüfung sein, wie Zellen zu einer neuen Droge reagieren. Der Nano-Fühler konnte ein nützliches Hilfsmittel für Stammzelleforschung auch sein. Ein Nano-Fühler, der auf dieser Technologie basierte, konnte die winzigen Spuren von biologischen Waffen möglicherweise entdecken, basiert auf einer charakteristischen genetischen Unterzeichnung.

Diese sind die ersten zurücktritt einen Pfad in Richtung zu den Einheiten, die wir erwarten sind wirklich nützlich.“

Zusätzlich zu den Anwendungen ist Zocchi an der Forschung aus Gründen der grundlegenden Wissenschaft interessiert.

„Wie Sie regeln die Funktionen in den Zellen?“ er sagte. „In der Zelle, Proteine werden durch andere Moleküle geregelt, die an sie binden können und ändern die Anpassung des Proteins. Dieser Prozess wird „allosterische Regelung genannt, „wenn bindet ein Molekül an ein Protein und ändert die Anpassung und die Aktivität des Proteins. Ich bin an dieser angleichbaren Änderung interessiert und an, die körperliche Basis dieser allosterischen Vorrichtung zu verstehen, die zur Regelung in der Zelle zentral ist. Es gibt ein biologisches Verständnis dieses Prozesses, aber kein Verständnis der Physik. Wir möchten lernen, wie die Schwergängigkeit dieses Moleküls ändert die Anpassung.“

Zocchis Mitverfasser des Papiers sind Mukta Singh-Zocchi, ein UCLA-Forschungsphysiker; Sanhita Dixit, ein Habilitationsgelehrter in seinem Labor; und Vassili Iwanow, ein UCLA-Student im Aufbaustudium.

Zocchi, der Fähigkeit UCLAS sich anschloss, im Jahre 1999 nachdem es Forschung am Niels Bohr Institute in Kopenhagen geleitet hatte, Dänemark, ist über die Zukunft der Nanotechnologieforschung am Institut Kaliforniens NanoSystems - eine Zusammenarbeit von UCLA und von UC Santa Barbara - und anderswo üppig.

„Die Zukunft sieht ohne Zweifel die Nano--Biozusammengesetzten Einheiten, die angewendet werden, um molekulare Aufgaben durchzuführen,“ sagte Zocchi. „Schließlich legen diese Bemühungen die Grundlagen für das Erstellen von künstlichen Anlagen mit mehr und mehr der Eigenschaften, die zu den Lebewesen eindeutig gewesen sind. Kostendegression lässt Natur das durchdachteste Labor auf Erde im Volumen einer einzelnen bakteriellen Zelle packen; in der Zukunft nähern künstliche Anlagen möglicherweise sich ähnlicher Komplexität.“

Am 19. Juni 2003 Bekannt gegebenth

Date Added: Nov 18, 2003 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 01:47

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