La Lithographie Douce Augmente la Représentation Biologique de Cellules

Professeur Maan Alkaisi, Investigateur Principal, Institut de MacDiarmid pour le Matériau Avancé et Nanotechnologie ; Service d'Élém. Élect. et Ingénierie Informatique, Université de Cantorbéry, Nouvelle-Zélande
Auteur Correspondant : maan.alkaisi@canterbury.ac.nz

Le développement des puces ADN pour l'analyse et la manipulation des cellules ou des virus a attiré l'intérêt considérable des chercheurs et de l'industrie relative biomédicale. Les Différents genres de puces ADN biologiques sont sous l'enquête forte pour faciliter le dépistage précoce et l'analyse des événements biologiques ; ce sont des puces ADN d'ADN, des puces ADN de Protéine, analyse de puce de gène de Tissu et d'Anticorps, alignements de composé chimique pour nommer quelques uns.

La Puce ADN est une laboratoire-sur-un-puce multiplex. C'est un 2D alignement sur un substrat solide (habituellement une cellule en couche mince de lamelle de verre ou de silicium) ce des analyses un grand nombre de matériau biologique suivre des méthodes de dépistage de haut-débit.

La Puce ADN d'ADN, également connue sous le nom de puce d'ADN, est un petit support solide, habituellement une membrane ou une lamelle de verre, sur lesquels des séquences de l'ADN sont fixées dans un arrangement ordonné. Des puces ADN d'ADN sont utilisées pour des études rapides de l'expression de beaucoup de gènes simultanément, car les séquences contenues sur une puce ADN unique peuvent numéroter dans les milliers.

La Puce ADN de Protéine, également connue sous le nom de puce ADN obligatoire de protéine, fournit un élan multiplex pour recenser des interactions protéine-protéine, pour recenser les substrats des protéines kinase, pour recenser le protéine-lancement de facteur de transcription, ou pour recenser les objectifs des petites molécules biologiquement actives.

La Puce ADN de Composé Chimique est une collection de composés chimiques organiques repérés sur une surface solide, telle que la glace et le plastique. Ce format de puce ADN est très assimilé à la puce ADN d'ADN, à la puce ADN de protéine et à la puce ADN d'anticorps.

La Puce ADN d'Anticorps est une forme particulière des puces ADN de protéine, une collection de capture que des anticorps sont repérés et fixés sur une surface solide, telle que la glace, le plastique et la puce de silicium afin de trouver des antigènes.

Les Puces ADN de Tissu se composent des cases de paraffine dans lesquelles jusqu'à 1000 [1] noyaux indépendants de tissu sont assemblés de mode d'alignement pour permettre l'analyse histologique multiplex.

Dans l'Institut de MacDiarmid pour le Matériau Avancé et la Nanotechnologie, nous vérifions l'utilisation des technologies de l'image de nanoscale qui pourraient aider dans la compréhension principale du fonctionnement de cellules et mener au diagnostic précoce des maladies à une cellule et à un niveau moléculaire.

Nous avons développé récemment une technique nouvelle pour reproduire les structures cellulaires cellulaires et sous biologiques1-4. Cette méthode facilite différentes cellules de représentation à la haute résolution et offre un dossier instantané de piqûre de réaction de cellules au stimulus. Bioimprint, elle Nommé nous a permise de trouver des caractéristiques techniques des pores de fusion en cellules à la définition sans précédent vers le bas à l'échelle de nanomètre (nano-bio-représentation). Bioimprint intègre la lithographie douce directement avec les matériaux biologiques pour produire des impressions de cellules de reproduction dans un support de stockage robuste pour faciliter l'analyse topographique utilisant la Microscopie Atomique de Force.

En combination avec notre plate-forme de Biopuce5,6, qui enferme différentes cellules en ses cavités, nous produisons très un puissant outil pour l'analyse unicellulaire. L'analyse Unicellulaire est employée pour fournir la seule compréhension des mécanismes biologiques importants pendant qu'elle nous permet de regarder la réaction de différentes cellules à différents états de stimulation.

En développant un protocole pour les procédés de bioimprint/biopuce un polymère neuf a été particulièrement préparé par nos collaborateurs au Centre de Recherches de Plante et de Nourriture du Nouvelle-Zélande pour ce travail qui a donné des résultats prometteurs comme il corrige à la température ambiante sous l'Exposition aux UV et nous avons réalisé l'impression des cellules musculaires avec la haute précision.

Utilisant ces techniques nous étions les premiers pour afficher des images d'AFM des cellules cancéreuses et pour vérifier le potentiel des techniques d'imagerie pour le dépistage précoce et l'analyse du cancer.

Les images d'AFM à deux alimentations électriques d'agrandissement, dans lesquelles les cratères et les pores sont visibles et la trace d'AFM balaye.

Nous avons exploré nanoimaging des pores exocytotic sur les membranes cellulaires par lesquelles une cellule biologique transfère des peptides à l'extérieur de la cellule. Quelques peptides peuvent stimuler l'accroissement de cancer. Des Peptides sont effectués en cellules et empaquetés dans des granules dans la cellule. La membrane qui entoure la cellule fusionne avec la membrane de la granule sécrétoire. Car les deux membranes ont la constitution chimique assimilée, être lipoprotéine, chacune peut dissoudre dans l'autre au moment où le contact. Quand ceci se produit des formes d'un écartement dans la membrane et l'intérieur des cellules de la granule est exposé à l'extérieur de la cellule ; le peptide qui stimulera l'accroissement de cancer peut partir par ce pore qui a formé. Ce procédé se nomme exocytose ; l'écartement est appelé un pore exocytotic. De Tels pores peuvent maintenant être étudiés au niveau de nanoscale.

De Manière Dégagée si nous pourrions modifier la release des composés des cellules alors les demandes de règlement nouvelles pour le cancer peuvent eventuate. La preuve apparaissante que l'interruption de l'exocytose normale elle-même est impliquée dans l'accroissement de cancer rend la caractérisation du procédé bien plus importante. Cependant il y a peu compréhension de la façon dont la formation des pores et de leur fonctionnement dans les maladies telles que le cancer, ni de la façon dont les pores peuvent être utilisés comme objectif des demandes de règlement.

Ce travail devrait mener à une analyse neuve de réactions et transmission de cellules et pourrait aider dans le diagnostic précoce de la déformation de cellules particulièrement dans des études de cellule cancéreuse. Il est important que nous avancions pour vérifier les cellules sous tension dans la biopuce/système de bioimprint, mais il y a des barrages provocants qui exigent l'examen consciencieux et les solutions nanoengineering novatrices.

Les Applications de la technique de Bioimprint dans la formation des échafaudages 3D biocompatibles pour le bureau d'études de tissu est en cours.


Références

1. Alkaisi, M.M., Muys, J.J., Evans, J.J., « la représentation Unicellulaire avec l'AFM utilisant la Biopuce/Technologie » 2009 de Bioimprint a invité le papier, Numéro Spécial de Tourillon International de Nanotechnologie sur la Science du Nouvelle-Zélande, issue3-4, Vol., 6, 355-368, (2009).
2. Alkaisi, M.M., Muys, J.J., Evans, J.J., « A Invité » la « Réplication de papier de Bioimprint des Cellules sur une Biopuce », le BioMEMs et la Nanotechnologie, 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), « Transfert Cellulaire et représentation d'AFM des Cellules cancéreuses utilisant Bioimprint », Tourillon de Nanobiotechnologie, (2006), 4 : 1. ISSN 1477-3155.
4. Muys, J., Alkaisi, M.M., Evans, J.J. (2006) « Bioimprint : Analyse de Nanoscale par la réplication de la topographie cellulaire Tourillon utilisant lithographie douce » de la nanotechnologie Biomédicale, Vol. 2, NO1, Avril 2006, pp 11-15.
5. Muys, J., Alkaisi, M.M., Evans, J.J. « réplication Cellulaire et représentation d'AFM utilisant la technique d'UV-Bioimprint », Nanomedicine : Nanotechnologie, biologie et Médicament, 2(3) 2006.
6. Muys, J., Alkaisi, M.M. Evans, J.J. et Nagase, J. (2005). « Analyse des cellules biologiques dielectrophoretically enfermées par microscopie atomique de force utilisant une plate-forme intégrée de biopuce ». Tourillon Japonais de la Physique Appliquée, Vol.44, No.7B, pp.5717-5723.

Droit d'auteur AZoNano.com, Prof. Maan Alkaisi (Université de Cantorbéry)

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

Last Update: 13. June 2013 23:10

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