De Zachte Lithografie Verbetert de Biologische Weergave van Cellen

Professor Maan Alkaisi, Belangrijkste Onderzoeker, Instituut MacDiarmid voor Geavanceerd Materiaal en Nanotechnologie; Afdeling van de Elektro & Techniek van de Computer, Universiteit van Canterbury, Nieuw Zeeland
Overeenkomstige auteur: maan.alkaisi@canterbury.ac.nz

De ontwikkeling van microarrays voor analyse en manipulatie van cellen of virussen heeft aanzienlijke rente van zowel onderzoekers als de biomedische verwante industrie aangetrokken. De Verschillende soorten biologische microarrays zijn onder intens onderzoek om vroege opsporing en analyse van biologische gebeurtenissen te vergemakkelijken; dit zijn DNA microarrays, Proteïne microarrays, de analyse van de het genspaander van het Weefsel en van het Antilichaam, chemische samenstellingsseries om enkelen te noemen.

Microarray is een samengestelde laboratorium-op-a-spaander. Het is een 2D serie op een stevig substraat (gewoonlijk een glasplaatje of silicium thin-film cel) dat analyseshopen van biologisch materiaal die de methodes van het hoog-productieonderzoek gebruiken.

DNA Microarray, ook als de spaander van DNA wordt bekend, is een kleine stevige steun, gewoonlijk een membraan of een glasplaatje, waarop de opeenvolgingen van DNA in een ordelijke regeling die worden bevestigd. DNA wordt microarrays gelijktijdig gebruikt voor snelle onderzoeken van de uitdrukking van vele genen, aangezien de opeenvolgingen bevat op één enkele microarray in duizenden kunnen nummeren.

Eiwitdie Microarray, ook als een eiwit microarray band wordt bekend, verstrekt een samengestelde benadering om eiwit-eiwitinteractie te identificeren, de substraten van eiwitkinasen te identificeren, de eiwit-activering van de transcriptiefactor te identificeren, of de doelstellingen van biologisch actieve kleine molecules te identificeren.

De Chemische Samenstelling Microarray is een inzameling van organische chemische die samenstellingen op een stevige oppervlakte, zoals glas en plastiek worden bevlekt. Dit microarray formaat is zeer gelijkaardig aan microarray, eiwit microarray microarray van DNA en antilichaam.

Het Antilichaam Microarray is een specifieke vorm van proteïne microarrays, is een inzameling van vangstantilichamen bevlekt en vast op een stevige oppervlakte, zoals glas, plastiek en siliciumchip voor het ontdekken van antigenen.

Het Weefsel Microarrays bestaat uit paraffineblokken waarin tot 1000 [1] afzonderlijke weefselkernen op seriemanier worden geassembleerd om samengestelde histologische analyse toe te staan.

Binnen het Instituut MacDiarmid voor Geavanceerd Materiaal en Nanotechnologie, onderzoeken wij het gebruik van de technologieën van de nanoscaleweergave dat in het fundamentele begrip van celfunctie zou kunnen helpen en tot vroege diagnose van ziekten op eencellig en moleculair niveau leiden.

Wij hebben onlangs ontwikkeld een nieuwe techniek om biologische cellulaire en sub cellulaire structuren te herhalen1-4. Deze methode vergemakkelijkt weergave individuele cellen bij hoge resolutie en biedt een onverwacht ontsproten verslag van celreactie op aan stimulus. Genoemde Bioimprint, heeft het ons toegelaten om eigenschappen van fusieporiën in cellen bij een ongekende resolutie aan de nanometerschaal (nano-bio-weergave) neer te ontdekken. Bioimprint integreert direct zachte lithografie met biologische materialen om tot de indrukken van de replicacel in robuuste opslagmiddelen te leiden om topografische analyse te vergemakkelijken gebruikend de AtoomMicroscopie van de Kracht.

In combinatie met ons platform BioChip5,6, dat individuele cellen in zijn holten opsluit, creëren wij een zeer krachtig hulpmiddel voor eencellige analyse. De Eencellige analyse wordt gebruikt om uniek begrip van belangrijke biologische mechanismen te verstrekken aangezien het ons om de reactie toelaat te bekijken van individuele cellen op verschillende stimulatievoorwaarden.

Bij het ontwikkelen van een protocol voor de processen bioimprint/biochip is een nieuw polymeer vooral voorbereid door onze medewerkers op het de Installatie van Nieuw Zeeland en Onderzoekscentrum van het Voedsel Voor dit werk dat veelbelovende resultaten toonde aangezien het bij kamertemperatuur onder UVblootstelling geneest en wij hebben het stempelen van spiercellen met hoge precisie bereikt.

Gebruikend deze technieken waren wij de eerste om beelden AFM van kankercellen te tonen en het potentieel van weergavetechnieken voor vroege opsporing en analyse van kanker te onderzoeken.

Beelden AFM bij twee bevoegdheden van vergroting, waarin de kraters en de poriën en AFM spooraftasten zichtbaar zijn.

Wij hebben het nanoimaging van exocytotic poriën op celmembranen onderzocht waardoor een biologische cel peptides naar buiten de cel overbrengt. Sommige peptides kunnen de kankergroei bevorderen. Peptides worden gemaakt in cellen en in korrels binnen de cel verpakt. Het membraan dat de cel omringt voegt met het membraan van de secretorische korrel samen. Aangezien de twee membranen gelijkaardige chemische structuur hebben, kan het zijn lipoprotein, elk in andere op het punt van contact oplossen. Wanneer dit voorkomt vormt een hiaat zich in het membraan van de cel en het binnenland van de korrel wordt blootgesteld aan de buitenkant van de cel; peptide die de kankergroei zal bevorderen kan door deze porie vertrekken die zich heeft gevormd. Dit proces wordt genoemd exocytosis; het hiaat wordt genoemd een exocytotic porie. Dergelijke poriën kunnen nu op het nanoscaleniveau worden bestudeerd.

Duidelijk als wij konden de versie van de samenstellingen van cellen toen nieuwe behandelingen voor kanker kan veranderen eventuate. Het nieuwe bewijsmateriaal dat de verstoring van normale exocytosis zelf wordt betrokken bij de kankergroei maakt de karakterisering van het proces belangrijker. Nochtans begrijpen er weinig van hoe de vorming van de poriën en hun functie in ziekten zoals kanker, noch hoe de poriën als doel van behandelingen kunnen worden gebruikt.

Dit werk zou tot een nieuw inzicht van celreacties en mededeling moeten leiden en zou in vroege diagnose van celmisvorming vooral in de studies van de kankercel kunnen helpen. Het is belangrijk dat wij vooruitgaan om levende cellen in het systeem te onderzoeken biochip/bioimprint, maar er zijn uitdagingsbarrières die zorgvuldige overweging en innovatieve nanoengineering oplossingen vereisen.

De Toepassingen van techniek Bioimprint in de vorming van 3D biocompatibele steigers voor weefseltechniek is aan de gang.


Verwijzingen

1. Alkaisi, M.M., Muys, J.J., Evans, J.J., „Eencellige weergave die met AFM Biochip/Bioimprint Technologie“ 2009 gebruiken nodigde document, Speciale Kwestie van uit Internationaal Dagboek van Nanotechnologie op Wetenschap van Nieuw Zeeland, issue3-4, Volume, 6, 355-368, (2009).
2. Alkaisi, M.M., Muys, J.J., Evans, J.J., „Uitgenodigde document“ „Replicatie Bioimprint van Enige Cellen op een Biochip“, BioMEMs en Nanotechnologie, Proc van SPIE Volume 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), „Cellulaire Overdracht en weergave AFM van de cellen die van Kanker Bioimprint“ gebruiken, Dagboek van Nanobiotechnologie, (2006), 4:1. ISSN 1477-3155.
4. Muys, J., Alkaisi, M.M., Evans, J.J. (2006) „Bioimprint: De analyse van Nanoscale door replicatie van cellulaire topografie die zachte lithografie“ gebruiken Dagboek van Biomedische nanotechnologie, Volume 2, Nr 1, April 2006, pp 11-15.
5. Muys, J., Alkaisi, M.M., Evans, J.J. „Cellulaire replicatie en weergave AFM die techniek uv-Bioimprint gebruiken“, Nanomedicine: Nanotechnologie, biologie en Geneeskunde, 2(3) 2006.
6. Muys, J., Alkaisi, M.M. Evans, J.J. en Nagase, J. (2005). „Analyse van dielectrophoretically opgesloten biologische cellen door de atoomkrachtmicroscopie die een geïntegreerd biochip platform“ met behulp van. Japans Dagboek van Toegepaste Fysica, Vol.44, No.7B, pp.5717-5723.

Copyright AZoNano.com, Prof. Maan Alkaisi (Universiteit van Canterbury)

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

Last Update: 13. June 2013 23:06

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