De Fysici UCLA Creëren Enige Molecule Nanosensor - Nieuw Product

De fysici UCLA hebben een eerste-van-zijn-vriendelijke nanoscale sensor gebruikend één enkele molecule minder dan 20 lange nanometers - meer dan 1.000 keer kleiner dan de dikte van een menselijk haar - de teamrapporten in 24 Juni kwestie van de Werkzaamheden van de Nationale Academie van Wetenschappen gecreeerd.

De nano moleculaire sensor kon met vroege diagnose van genetische ziekten helpen, en talrijk andere toepassingen voor geneeskunde, biotechnologie en andere gebieden, bovengenoemde Giovanni Zocchi, hulpprofessor van fysica bij UCLA, lid van het Instituut van Californië NanoSystems en leider van het onderzoeksteam hebben.

„Deze methode van de nanoscale enig-molecule kon tot significante verbeteringen van vroege diagnose van genetische ziekten, met inbegrip van het groeiende aantal kankervormen leiden waarvoor de genetische tellers gekend zijn,“ bovengenoemde Zocchi. De „grootste potentiële toepassingen voor deze sensor kunnen zijn in het proces van de drugontdekking, waar de mogelijkheid om de reactie van de genuitdrukking snel te meten van cellen op prospectieve drugs.“ essentieel is

De Nationale Stichting van de Wetenschap financiert federaal het onderzoek.

De sensor van Zocchi nanoscale gebruikt één enkele molecule om de aanwezigheid van een specifieke korte opeenvolging in een mengsel van de molecules van DNA te erkennen of van RNA - dat hij vergelijkt aan het vinden van een naald in een hooiberg.

De „Traditionele analyses gebruiken een het gemiddelde genomen van procedure die een minimumhoeveelheid molecules ontdekt, maar onze methode kan één enkele ontdekken,“ bovengenoemde Zocchi. „Wanneer een doelmolecule aan de sonde in de sensor bindt, verandert de sondemolecule, en in zijn nieuwe bouw van vorm, trekt op de sensor. Het is opmerkelijk dat één enkele molecule de sensor kan eigenlijk bewegen, omdat de relatieve grootte met één persoon die vergelijkbaar is een berg proberen te bewegen, maar de massa is van geen gevolg bij deze minuscuul schalen.“

De motie van de sensor wordt ontdekt door een optische geroepen techniek „het vluchtige golf verspreiden zich,“ die licht analyseert dat uit achter een het nadenken spiegel lekt. Deze vluchtige golf kan worden gebruikt om de positie van een voorwerp „voorbij“ de spiegel precies te ontdekken.

„In plaats van het ontdekken van de aanwezigheid van het doel, ontdekken wij de veranderende bouw van de sonde wanneer het doel aan het bindt,“ bovengenoemde Zocchi.

Het team van Zocchi is de eerste om metingen van conformational veranderingen in één enkele molecule van DNA bij de nanometerschaal te melden.

„Deze enige moleculesensor zou een belangrijke component van „een laboratorium op een spaander“ technologie kunnen zijn voor het maken van chemische analyse van een spaander,“ bovengenoemde Zocchi.

Het team van Zocchi is van plan om de nanoscalesensor voor experimenteel leukemieonderzoek te gebruiken, te testen of de hoge gevoeligheid van de sensor een herhaling van kanker in een vroeger stadium kan ontdekken dan nu mogelijk is.

„Als wij de gevoeligheid van de detector kunnen verhogen, dan kan het mogelijk zijn om genetische ziekten in een vroeger stadium te ontdekken,“ bovengenoemde Zocchi. „Het kan mogelijk worden om de aanwezigheid van een abnormaliteit in DNA in een vroeg stadium, of de uitdrukking van een bepaald gen te diagnostiseren dat niet zou moeten worden uitgedrukt.

„Één enkele moleculesensor heeft, in principe, buitengewone gevoeligheid. In Tegenstelling Tot vorige enige moleculeexperimenten, die impractically voor toepassingen op grote schaal werden gecompliceerd, leent de eenvoud zich van dit ontwerp aan vele toepassingen.

Een „efficiënte hoog-gevoeligheidsmethode zou een belangrijk hulpmiddel zijn om te testen hoe de cellen aan een nieuwe drug reageren. De nano sensor kon ook een nuttig hulpmiddel voor het onderzoek van de stamcel zijn. Een nano sensor die op deze technologie wordt gebaseerd kon minieme sporen van biologische wapens potentieel ontdekken, die op een kenmerkende genetische handtekening worden gebaseerd.

Dit zijn de eerste stappen - onderaan een weg naar apparaten die wij verwachten.“ werkelijk nuttig zal zijn

Naast de toepassingen, is Zocchi geinteresseerd in het onderzoek wegens redenen basiswetenschap.

„Hoe u de functies in de cellen?“ regelt hij zei. „In de cel, worden de proteïnen geregeld door andere molecules die kunnen aan het binden, die de bouw van de proteïne veranderen. Dit proces wordt genoemd „allosteric regelgeving, „wanneer een molecule aan een proteïne bindt, die de bouw en de activiteit van de proteïne veranderen. Ik ben geinteresseerd in deze conformational verandering, en in het begrip van de fysieke basis van dit allosteric mechanisme, dat aan de verordening in de cel van centraal belang is. Er zijn een biologisch inzicht in dit proces, maar niet een inzicht in de fysica. Wij willen leren hoe de band van deze molecule de bouw.“ verandert

De medeauteurs van Zocchi van het document zijn Mukta singh-Zocchi, een UCLA onderzoekfysicus; Sanhita Dixit, een post-doctorale geleerde in zijn laboratorium; en Vassili Ivanov, een gediplomeerde student UCLA.

Zocchi, die van de faculteit van UCLA in 1999 na het leiden van onderzoek bij het Niels Bohr Institute in Kopenhagen lid werd, Denemarken, is exuberant over de toekomst van nanotechnologieonderzoek bij het Instituut van Californië NanoSystems - een samenwerking van UCLA en UC Kerstman Barbara - en elders.

De „toekomst zal ongetwijfeld nano-bio samengestelde apparaten zien die worden toegepast om moleculaire taken uit te voeren,“ bovengenoemde Zocchi. „Zullen deze inspanningen Uiteindelijk de grondslag voor het creëren van kunstmatige systemen met more and more van de kenmerken leggen die aan levend wezens uniek zijn geweest. De Schaaleconomie staat aard toe om het meest gedetailleerde laboratorium ter wereld In het volume van één enkele bacteriële cel in te pakken; in toekomstig, kunnen de kunstmatige systemen gelijkaardige ingewikkeldheid naderen.“

Gepost 19th Juni 2003

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

Last Update: 12. June 2013 01:43

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit