La Litografía Suave Aumenta Proyección De Imagen Biológica de las Células

Profesor Maan Alkaisi, Investigador Principal, Instituto de MacDiarmid para el Material Avanzado y Nanotecnología; Departamento de Eléctrico y Ingeniería Informática, Universidad de Cantorbery, Nueva Zelanda
Autor Correspondiente: maan.alkaisi@canterbury.ac.nz

El revelado de los microarrays para el análisis y la manipulación de células o de virus ha atraído considerable interés de investigadores y de la industria relacionada biomédica. Diversas clases de microarrays biológicos están bajo investigación intensa para facilitar la detección temprana y el análisis de acciones biológicas; éstos son microarrays de la DNA, microarrays de la Proteína, análisis de la viruta del gen del Tejido y del Anticuerpo, matrices de la pasta química para nombrar algunos.

El Microarray es una laboratorio-en-uno-viruta múltiplex. Es un 2.o arsenal en un substrato sólido (generalmente una célula de la fino-película de la diapositiva de cristal o del silicio) ese los análisis una gran cantidad de material biológico usando métodos de cribado de la alto-producción.

El Microarray de la DNA, también conocido como viruta de la DNA, es un pequeño soporte sólido, generalmente una membrana o una diapositiva de cristal, en los cuales las series de la DNA se reparan en una ordenación ordenada. Los microarrays de la DNA se utilizan para las encuestas rápidas de la expresión de muchos genes simultáneamente, pues las series contenidas en un único microarray pueden numerar en los millares.

El Microarray de la Proteína, también conocido como microarray obligatorio de la proteína, proporciona a una aproximación múltiplex para determinar acciones recíprocas de la proteína-proteína, para determinar los substratos de las cinasas de proteína, para determinar la proteína-activación del factor de la transcripción, o para determinar las metas de pequeñas moléculas biológicamente activas.

El Microarray de la Pasta Química es una colección de pastas químicas orgánicas observadas en una superficie sólida, tal como cristal y plástico. Este formato del microarray es muy similar al microarray de la DNA, al microarray de la proteína y al microarray del anticuerpo.

El Microarray del Anticuerpo es un formulario específico de los microarrays de la proteína, una colección de anticuerpos de la captura se observa y se repara en una superficie sólida, tal como chip del cristal, del plástico y de silicio con el fin de detectar los antígenos.

Los Microarrays del Tejido consisten en los bloques de la parafina en los cuales hasta 1000 [1] memoria separada del tejido se ensambla en la moda del arsenal para permitir análisis histológico múltiplex.

Dentro del Instituto de MacDiarmid para el Material Avanzado y la Nanotecnología, estamos investigando el uso de las tecnologías de la imagen del nanoscale que pudieron ayudar en la comprensión fundamental de la función de la célula y llevar al diagnóstico precoz de enfermedades en un nivel unicelular y molecular.

Tenemos recientemente desarrollado una técnica nueva para replegar las estructuras celulares celulares y sub biológicas1-4. Este método facilita las células individuales de la proyección de imagen en la alta resolución y ofrece un archivo rápido del tiro de la reacción de la célula al estímulo. Bioimprint Llamado, nos ha permitido detectar características de los poros de la fusión en células en la resolución sin precedente hacia abajo a la escala del nanómetro (nano-bio-proyección de imagen). Bioimprint integra la litografía suave directamente con los materiales biológicos para crear impresiones de la célula de la reproducción en un media de almacenamiento robusto para facilitar análisis topográfico usando Microscopia Atómica de la Fuerza.

Conjuntamente con nuestra plataforma del BioChip5,6, que atrapa las células individuales en sus cavidades, estamos creando una herramienta muy potente para el análisis unicelular. El análisis Unicelular se utiliza para proporcionar a la comprensión única de mecanismos biológicos importantes mientras que nos permite observar la reacción de células individuales a diversas condiciones del estímulo.

En desarrollar un protocolo para los procesos del bioimprint/del biochip un nuevo polímero ha sido preparado especialmente por nuestros colaboradores en la Instalación de Nueva Zelanda y el Centro de la Investigación Alimentaria Para este trabajo que mostró que los resultados prometedores como él curan en la temperatura ambiente bajo exposición ULTRAVIOLETA y nosotros hemos logrado la impresión de las células musculares con la alta precisión.

Usando estas técnicas éramos los primeros para mostrar imágenes del AFM de células cancerosas y para investigar el potencial de las técnicas de proyección de imagen para la detección temprana y el análisis del cáncer.

Las imágenes del AFM en dos potencias de la magnificación, en las cuales los cráteres y los poros son visibles y el trazo del AFM explora.

Hemos explorado nanoimaging de poros exocitóticos en las membranas celulares a través de las cuales una célula biológica transfiere los péptidos al exterior de la célula. Algunos péptidos pueden estimular incremento del cáncer. Los Péptidos se hacen en células y se empaquetan en los gránulos dentro de la célula. La membrana que rodea la célula se combina con la membrana del gránulo secretor. Pues las dos membranas tienen estructura química similar, el ser lipoproteína, cada uno puede disolver en la otra actualmente contacto. Cuando ocurre esto los formularios de una separación en el interior la membrana celular y del gránulo se expone al exterior de la célula; el péptido que estimulará incremento del cáncer puede salir a través de este poro que ha formado. Este proceso se llama exocitosis; la separación se llama un poro exocitótico. Tales poros se pueden ahora estudiar en el nivel del nanoscale.

Sin Obstrucción si podríamos alterar el desbloquear de las pastas de las células entonces los tratamientos nuevos para el cáncer pueden eventuate. Las pruebas emergentes que la desorganización de la exocitosis normal sí mismo está implicada en incremento del cáncer hacen la caracterización del proceso aún más importante. Sin Embargo hay poco comprensión de cómo la formación de los poros y de su función en enfermedades tales como cáncer, ni de cómo los poros se pueden utilizar como meta de tratamientos.

Este trabajo debe llevar a un nuevo discernimiento de las reacciones y de la comunicación de la célula y pudo ayudar en el diagnóstico precoz de la deformación de la célula especialmente en estudios de la célula cancerosa. Es importante que avance para investigar las células vivas en el sistema del biochip/del bioimprint, pero hay las barreras desafiadoras que requieren el estudio detallado y soluciones nanoengineering innovadoras.

Las Aplicaciones de la técnica de Bioimprint en la formación de los andamios biocompatibles 3D para la ingeniería del tejido están en curso.


Referencias

1. Alkaisi, M.M., Muys, J.J., Evans, J.J., la “proyección de imagen Unicelular con el AFM usando el Biochip/la Tecnología” 2009 de Bioimprint invitó a la Edición de papel, Especial del Gorrón Internacional de la Nanotecnología en la Ciencia de Nueva Zelanda, issue3-4, Vol., 6, 355-368, (2009).
2. Alkaisi, M.M., Muys, J.J., Evans, J.J., “Invitó” a la “Réplica de papel de Bioimprint de Células en un Biochip”, a BioMEMs y a la Nanotecnología, Proc de SPIE Vol. 6799, U212-U221, 2007.
3. Muys, J, Alkaisi, M.M., Evans, J.J., Melville D.O.S. Nagase, J., Oaruez, G.M., Sykes, P., (2006), “Transferencia Celular y proyección de imagen del AFM de Células cancerosas usando Bioimprint”, Gorrón de la Nanobiotecnología, (2006), 4: 1. ISSN 1477-3155.
4. Muys, J., Alkaisi, M.M., Evans, J.J. (2006) “Bioimprint: Análisis de Nanoscale por la réplica de la topografía celular usando Gorrón de la litografía suave” de la nanotecnología Biomédica, Vol. 2, Ningún 1, Abril de 2006, pp 11-15.
5. Muys, J., Alkaisi, M.M., Evans, J.J. “réplica Celular y proyección de imagen del AFM usando técnica Ultravioleta-Bioimprint”, Nanomedicine: Nanotecnología, biología y Remedio, 2(3) 2006.
6. Muys, J., Alkaisi, M.M. Evans, J.J. y Nagase, J. (2005). “Análisis de células biológicas dielectrophoretically atrapadas por microscopia atómica de la fuerza usando una plataforma integrada del biochip”. Gorrón Japonés de la Física Aplicada, Vol.44, No.7B, pp.5717-5723.

Derechos De Autor AZoNano.com, Profesor Maan Alkaisi (Universidad de Cantorbery)

Date Added: Nov 4, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:42

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