柔らかい石版印刷は生物的セルイメージ投射を高めます

先端材料のための Maan Alkaisi、主任調査官、 MacDiarmid の協会およびナノテクノロジー教授; 電気及びコンピューター工学カンタベリー、ニュージーランドの大学の部門
対応する著者: maan.alkaisi@canterbury.ac.nz

セルまたはウイルスの分析そして処理のためのマイクロアレイの開発は研究者および生物医学的な関連の企業両方からのかなりの興味を引き付けました。 異なった種類の生物的マイクロアレイは生物的イベントの早期検出そして分析を促進する強い調査の下にあります; これらは DNA のマイクロアレイ、蛋白質のマイクロアレイ、ティッシュおよび抗体の遺伝子チップ分析、少数を指名する化合物のアレイです。

マイクロアレイはマルチプレックス実験室チップです。 それは高スループット選別法を使用して試金多量の生物的材料その固体基板の第 2 アレイ (通常スライドガラスかケイ素の薄膜セル) です。

DNA のマイクロアレイ、別名 DNA チップは、 DNA のシーケンスが整然とした整理で固定されるスライドガラスですまたは小さい固相、通常膜。 DNA のマイクロアレイは多くの遺伝子の表現の応急測定のために単一のマイクロアレイで含まれているシーケンスがたくさんで番号が付くことができるので、同時に使用されます。

蛋白質のマイクロアレイ、別名蛋白質の結合のマイクロアレイは、蛋白質蛋白質の相互作用を識別するか、プロテインキナーゼの基板を識別するか、トランスクリプション要因蛋白質アクティブ化を識別するか、または生物学的に実行中の小さい分子のターゲットを識別するためにマルチプレックスアプローチを提供します。

化合物のマイクロアレイはガラスおよびプラスチックのような固体表面で、斑点を付けられる有機性化合物のコレクションです。 このマイクロアレイのフォーマットは DNA のマイクロアレイ、蛋白質のマイクロアレイおよび抗体のマイクロアレイに非常に類似しています。

抗体のマイクロアレイはガラス、プラスチックおよびシリコンチップのような固体表面で抗原を検出するために蛋白質のマイクロアレイの特定の形式、捕獲の抗体のコレクション斑点を付けられ、固定されます、です。

ティッシュのマイクロアレイはマルチプレックス組織学的な分析を可能にするために 1000 のまで [1 つの] 別々のティッシュのコアがアレイ方法でアセンブルされるパラフィンブロックから成っています。

先端材料およびナノテクノロジーのための MacDiarmid の協会の中では、私達はセル機能の基本的な理解で助け、病気の早い診断の単一セルおよび分子レベルで原因となるかもしれない nanoscale の画像技術の使用を調査しています。

私達は最近生物的細胞および補助的な細胞構造を複製するための新しい技術を開発してしまいました1-4。 この方法は高リゾリューションでイメージ投射個々のセルを促進し、刺激へのセル応答の急な打撃レコードを提供します。 名づけられた Bioimprint のそれは私達がナノメーターのスケール (nano 生物イメージ投射) に前例のない解像度でセルの融合の気孔の機能を検出することを可能にしました。 Bioimprint は原子力の顕微鏡検査を使用して地勢分析を促進するために強い記憶媒体でレプリカのセル印象を作成するように生物的材料との柔らかい石版印刷を直接統合します。

キャビティの5,6個々のセルを引っ掛ける私達の BioChip のプラットホームと組み合わせて、私達は単一セルの分析のための非常に強力なツールを作成しています。 私達が異なった刺激の状態への個々のセルの応答を見ることを可能にすると同時に単一セルの分析が重要な生物的メカニズムの一義的な理解を提供するのに利用されています。

bioimprint/biochip プロセスのためのプロトコルの開発で新しいポリマーはニュージーランドのプラントの私達の共作者によって特に準備され、それとして有望な結果は紫外線露出の下で室温で治るおよび私達は高精度の筋肉細胞の捺印を達成しましたことを示したこの作業のための食品研究の中心。

これらの技術を使用して私達は癌細胞の AFM の画像を示し、早期検出のための映像技術の潜在性および癌の分析を調査する第 1 でした。

噴火口および気孔が目に見えるおよび AFM トレースはスキャンします拡大の 2 つの力の AFM の画像。

私達は生物的セルがセルの外側にペプチッドを転送する細胞膜の exocytotic 気孔の nanoimaging を探索しました。 あるペプチッドは癌の成長を刺激できます。 ペプチッドはセルでなされ、セル内の微粒に包まれます。 セルを囲む膜は分泌の微粒の膜によってマージします。 2 つの膜が同じような化学構造を備えているので、脂蛋白質、それぞれであることは接触の時点で他で分解できます。 これが形式微粒の細胞膜そして内部のギャップ発生するときセルの外面に露出されます; 癌の成長を刺激するペプチッドは形作ったこの気孔を通って出発できます。 このプロセスはエキソサイトーシスと名づけられます; ギャップは exocytotic 気孔と呼出されます。 そのような気孔は nanoscale のレベルで今調査することができます。

明らかに私達がセルからの混合物のリリースを変えることができればそれから癌のための新しい処置は帰結するかもしれません。 正常なエキソサイトーシスの中断自体が癌の成長で関係するという出現の証拠はプロセスの性格描写をさらにもっと重要にさせます。 ただし理解が気孔が処置のターゲットとしてどのようにの使用されるかもしれないか少しどのように癌のような病気の気孔そして機能の形成、あります。

この作業はセル応答および通信連絡の新しい洞察力の原因となるべきで、癌細胞の調査のセル変形の早い診断で特に助けるかもしれません。 biochip/bioimprint システムの生きているセルを調査するために私達が進むが注意深い考察および革新的な nanoengineering 解決を必要とする挑戦的な障壁がありますことは重要です。

ティッシュ工学のための 3D biocompatible 足場の形成の Bioimprint の技術のアプリケーションは進行中です。


参照

1. Alkaisi、 M.M.、 Muys、 J.J.、エバンズ、 J.J.、 「Biochip/Bioimprint の技術」は 2009 を使用して AFM との単一セルイメージ投射ニュージーランド科学、 issue3-4、 Vol.、 6、 355-368 のナノテクノロジーの国際ジャーナルのペーパー、特集号を誘いました、 (2009 年)。
2. Alkaisi、 M.M.、 Muys、 J.J.、エバンズ、 J.J.、 「Biochip の単一セルの Bioimprint ペーパー」 「複製」の、 BioMEMs およびナノテクノロジー、 SPIE Vol. 6799、 U212-U221 2007 年の Proc を誘いました。
3. Muys、 J、 Alkaisi、 M.M.、エバンズ、 J.J.、 Melville D.O.S。 Bioimprint を使用して癌細胞の Nagase、 J.、 Oaruez、 G.M.、 Sykes、 P.、 (2006 年)、 「細胞転送および AFM イメージ投射」、 Nanobiotechnology のジャーナル、 (2006 年)、 4: 1. ISSN 1477-3155。
4. Muys、 J.、 Alkaisi、 M.M.、エバンズ、 J.J. (2006 年) 「Bioimprint: 柔らかい石版印刷を使用して細胞地形の複製による Nanoscale の分析」生物医学的なナノテクノロジー、 Vol. 2、 No1、 2006 年、 PP 4 月のジャーナル 11-15。
5. Muys、 J.、 Alkaisi、 M.M.、エバンズ、 J.J. 「紫外線Bioimprint 技術を使用して細胞複製そして AFM イメージ投射」、 Nanomedicine: ナノテクノロジー、生物学および薬、 2(3) 2006 年。
6. Muys、 J.、 Alkaisi、 M.M. エバンズ、 J.J. および Nagase、 J. (2005 年)。 「統合された biochip のプラットホームを使用して原子力の顕微鏡検査による dielectrophoretically 引っ掛けられた生物的セルの分析」。 応用物理、 Vol.44、 No.7B、 pp.5717-5723 の日本ジャーナル。

版権 AZoNano.com の Maan Alkaisi (カンタベリーの大学) 教授

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

Last Update: 13. June 2013 23:20

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