La Litografia Morbida Migliora la Rappresentazione Biologica delle Cellule

Il Professor Maan Alkaisi, Ricercatore Principale, Istituto di MacDiarmid per Materiale Avanzato e Nanotecnologia; Dipartimento di Elettrico & Ingegneria Informatica, Università di Canterbury, Nuova Zelanda
Autore Corrispondente: maan.alkaisi@canterbury.ac.nz

Lo sviluppo dei microarrays per l'analisi e la manipolazione delle celle o dei virus ha attirato il considerevole interesse sia dai ricercatori che dall'industria relativa biomedica. I generi Differenti di microarrays biologici sono nell'ambito di ricerca intensa per facilitare l'individuazione tempestiva e l'analisi degli eventi biologici; questi sono microarrays del DNA, microarrays della Proteina, l'analisi del chip del gene dell'Anticorpo e del Tessuto, schiere del composto chimico per nominare alcuni.

Il Microarray è un laboratorio-su-un-chip multiplo. È una 2D schiera su un substrato solido (solitamente una lastra di vetro o una cella di sottili pellicole del silicio) quel analisi un gran numero di materiale biologico facendo uso dei metodi di vagliatura di alto-capacità di lavorazione.

Il Microarray del DNA, anche conosciuto come il chip del DNA, è un piccolo supporto solido, solitamente una membrana o una lastra di vetro, su cui le sequenze di DNA sono fissate in una disposizione ordinata. I microarrays del DNA sono usati simultaneamente per le indagini rapide dell'espressione di molti geni, poichè le sequenze contenute su un singolo microarray possono numerare in migliaia.

Il Microarray della Proteina, anche conosciuto come un microarray obbligatorio della proteina, fornisce un approccio multiplo per identificare le interazioni della proteina-proteina, per identificare i substrati delle chinasi proteiche, per identificare l'proteina-attivazione di fattore di trascrizione, o per identificare gli obiettivi di piccole molecole biologicamente attive.

Il Microarray del Composto Chimico è una collezione di composti chimici organici macchiati su una superficie solida, quali vetro e plastica. Questo formato di microarray è molto simile al microarray del DNA, al microarray della proteina ed al microarray dell'anticorpo.

Il Microarray dell'Anticorpo è un modulo specifico dei microarrays della proteina, una collezione di anticorpi di bloccaggio è macchiato e fissato su una superficie solida, quali vetro, plastica ed il chip di silicio allo scopo di individuare gli antigeni.

I Microarrays del Tessuto consistono dei blocchetti della paraffina in cui fino a 1000 [1] memoria separata del tessuto è montata di modo di schiera per permettere l'analisi istologica multipla.

All'interno dell'Istituto di MacDiarmid per Materiale Avanzato e Nanotecnologia, stiamo studiando l'uso delle tecnologie dell'immagine del nanoscale che potrebbero aiutare nella comprensione fondamentale della funzione delle cellule e piombo alla diagnosi precoce delle malattie ad un livello unicellulare e molecolare.

Abbiamo sviluppato di recente una tecnica novella per la replica delle strutture cellulari cellulari e sotto biologiche1-4. Questo metodo facilita le diverse celle della rappresentazione all'alta risoluzione ed offre una registrazione improvvisa dello scatto della risposta delle cellule allo stimolo. Bioimprint, Definito ci ha permesso di individuare le funzionalità dei pori di fusione in celle a risoluzione senza precedenti giù al disgaggio di nanometro (nano-bio--rappresentazione). Bioimprint integra la litografia morbida direttamente con i materiali biologici per creare le impressioni delle cellule della replica in un supporto di memorizzazione robusto per facilitare l'analisi topografica facendo uso di Microscopia Atomica della Forza.

Congiuntamente alla nostra piattaforma del BioChip5,6, che intrappola le diverse celle in sue intercapedini, stiamo creando uno strumento molto potente per l'analisi unicellulare. L'analisi Unicellulare è utilizzata per fornire la comprensione unica dei meccanismi biologici importanti mentre ci permette di esaminare la risposta di diverse celle agli stati differenti di stimolo.

Nello sviluppare un protocollo per i trattamenti biochip/del bioimprint un nuovo polimero è stato preparato particolarmente dai nostri collaboratori nell'Impianto della Nuova Zelanda ed il Centro di Ricerca Alimentare per questo lavoro che ha mostrato che promettere i risultati come fa maturare alla temperatura ambiente nell'ambito dell'esposizione UV e noi hanno raggiunto la stampa delle celle di muscolo con alta precisione.

Facendo Uso di queste tecniche eravamo i primi per mostrare le immagini del AFM delle cellule tumorali e per studiare il potenziale delle tecniche di rappresentazione per individuazione tempestiva e l'analisi di cancro.

Le immagini del AFM a due potenze di ingrandimento, in cui i crateri ed i pori sono visibili e la traccia del AFM scandisce.

Abbiamo esplorato nanoimaging dei pori esocitotici sulle membrane cellulari tramite cui una cella biologica trasferisce i peptidi all'esterno della cella. Alcuni peptidi possono stimolare la crescita del cancro. I Peptidi sono fatti in celle e sono imballati nei granuli all'interno della cella. La membrana che circonda la cella si fonde con la membrana del granulo secretivo. Poichè le due membrane hanno simile struttura chimica, essere lipoproteina, ciascuna può dissolversi nell'altra sul punto del contatto. Quando questo accade moduli di una differenza nella membrana e nell'interno delle cellule del granulo è esposto all'esterno della cella; il peptide che stimolerà la crescita del cancro può partire attraverso questo poro che si è formato. Questo trattamento è definito esocitosi; la differenza è chiamata un poro esocitotico. Tali pori possono ora essere studiati al livello del nanoscale.

Chiaramente se potessimo alterare la versione dei composti dalle celle poi i trattamenti novelli per cancro possono eventuate. La prova emergente che la rottura di esocitosi normale stessa è implicata nella crescita del cancro rende la caratterizzazione del trattamento ancor più importante. Tuttavia c'è poco comprensione di come la formazione dei pori e di loro funzione nelle malattie quale cancro, né di come i pori possono essere usati come obiettivo dei trattamenti.

Questo lavoro dovrebbe piombo ad una nuova comprensione delle risposte e della comunicazione delle cellule e potrebbe aiutare nella diagnosi precoce di deformazione delle cellule particolarmente negli studi della cellula tumorale. È importante che avanziamo per studiare le celle in tensione nel sistema bioimprint/del biochip, ma ci sono barriere provocatorie che richiedono l'attenta riflessione e le soluzioni nanoengineering innovarici.

Le Applicazioni della tecnica di Bioimprint nella formazione di impalcature biocompatibili 3D per assistenza tecnica del tessuto è in corso.


Riferimenti

1. Alkaisi, M.M., Muys, J.J., Evans, J.J., “la rappresentazione Unicellulare con il AFM facendo uso del Biochip/Tecnologia„ 2009 di Bioimprint ha invitato il Numero Speciale di carta e Del Giornale Internazionale di Nanotecnologia su Scienza della Nuova Zelanda, issue3-4, il Volume, 6, 355-368, (2009).
2. Alkaisi, M.M., Muys, J.J., Evans, J.J., “Ha Invitato„ “la Replica di carta di Bioimprint degli Unicellulari su un Biochip„, BioMEMs e la Nanotecnologia, Proc del Volume 6799, U212-U221, 2007 di SPIE.
3. Muys, J, Alkaisi, M.M., Evans, J.J., Melville D.O.S. Nagase, J., Oaruez, G.M., Sykes, P., (2006), “Trasferimento Cellulare e rappresentazione del AFM delle Cellule tumorali facendo uso di Bioimprint„, Giornale di Nanobiotecnologia, (2006), 4: 1. ISSN 1477-3155.
4. Muys, J., Alkaisi, M.M., Evans, J.J. (2006) “Bioimprint: Analisi di Nanoscale dalla replica di topografia cellulare facendo uso Giornale di litografia morbida„ di nanotecnologia Biomedica, Volume 2, Nessun 1, Aprile 2006, pp 11-15.
5. Muys, J., Alkaisi, M.M., Evans, J.J. “replica Cellulare e rappresentazione del AFM facendo uso della tecnica UV-Bioimprint„, Nanomedicine: Nanotecnologia, biologia e Medicina, 2(3) 2006.
6. Muys, J., Alkaisi, M.M. Evans, J.J. e Nagase, J. (2005). “Analisi delle celle biologiche dielectrophoretically bloccate da microscopia atomica della forza facendo uso di una piattaforma integrata del biochip„. Giornale Giapponese di Fisica Applicata, Vol.44, No.7B, pp.5717-5723.

Copyright AZoNano.com, Prof. Maan Alkaisi (Università di Canterbury)

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

Last Update: 13. June 2013 23:17

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