A Litografia Macia Aumentado a Imagem Lactente Biológica das Pilhas

Professor Maan Alkaisi, Investigador Principal, Instituto de MacDiarmid para Material Avançado e Nanotecnologia; Departamento de Elétrico & Engenharia Informática, Universidade de Canterbury, Nova Zelândia
Autor Correspondente: maan.alkaisi@canterbury.ac.nz

A revelação dos microarrays para a análise e a manipulação das pilhas ou dos vírus atraiu o interesse considerável dos pesquisadores e da indústria relacionada biomedicável. Os tipos Diferentes de microarrays biológicos estão sob a investigação intensa para facilitar a detecção atempada e a análise de eventos biológicos; estes são microarrays do ADN, microarrays da Proteína, de gene do Tecido e do Anticorpo análise da microplaqueta, disposições do composto químico para nomear alguns.

O Microarray é uma laboratório-em-um-microplaqueta multiplex. É uma 2D disposição em uma carcaça contínua (geralmente uma placa de vidro ou uma pilha de fita fina do silicone) essa grandes quantidades dos ensaios de material biológico usando métodos de selecção da alto-produção.

O Microarray do ADN, igualmente conhecido como a microplaqueta do ADN, é um apoio contínuo pequeno, geralmente uma membrana ou uma placa de vidro, em que as seqüências do ADN são fixadas em um regime em ordem. Os microarrays do ADN são usados para avaliações rápidas da expressão de muitos genes simultaneamente, porque as seqüências contidas em um único microarray podem numerar nos milhares.

O Microarray da Proteína, igualmente conhecido como um microarray obrigatório da proteína, fornece uma aproximação multiplex para identificar interacções da proteína-proteína, para identificar as carcaças de quinase de proteína, para identificar a proteína-activação do factor da transcrição, ou para identificar os alvos de moléculas pequenas biologicamente activas.

O Microarray do Composto Químico é uma coleção dos compostos químicos orgânicos manchados em uma superfície contínua, tal como o vidro e o plástico. Este formato do microarray é muito similar ao microarray do ADN, ao microarray da proteína e ao microarray do anticorpo.

O Microarray do Anticorpo é um formulário específico de microarrays da proteína, uma coleção de anticorpos da captação é manchado e fixado em uma superfície contínua, tal como o vidro, o plástico e o chip de silicone com a finalidade de detectar antígenos.

Os Microarrays do Tecido consistem nos blocos da parafina em que até 1000 [1] núcleo separado do tecido é montado na forma da disposição para permitir a análise histológica multiplex.

Dentro do Instituto de MacDiarmid para Material Avançado e Nanotecnologia, nós estamos investigando o uso das tecnologias imagiológicas do nanoscale que puderam ajudar na compreensão fundamental da função da pilha e conduzir ao diagnóstico adiantado das doenças a única pilha e nível molecular.

Nós temos desenvolvido recentemente uma técnica nova para replicating estruturas celulares celulares e secundárias biológicas1-4. Este método facilita pilhas individuais da imagem lactente na alta resolução e oferece um registro instantâneo do tiro da resposta da pilha ao estímulo. Bioimprint Denominado, permitiu-nos de detectar para baixo características dos poros da fusão nas pilhas em definição inaudita à escala do nanômetro (nano-bio-imagem lactente). Bioimprint integra a litografia macia directamente com materiais biológicos para criar impressões da pilha da réplica em um suporte de memória robusto para facilitar a análise topográfica usando a Microscopia Atômica da Força.

Em combinação com nossa plataforma do BioChip5,6, que prende pilhas individuais em suas cavidades, nós estamos criando uma ferramenta muito poderosa para a única análise da pilha. A Única análise da pilha está utilizada para fornecer a compreensão original de mecanismos biológicos importantes enquanto nos permite de olhar a resposta de pilhas individuais às condições diferentes da estimulação.

Em desenvolver um protocolo para os processos do bioimprint/biochip um polímero novo foi preparado especialmente por nossos colaboradores na Planta de Nova Zelândia e o Centro de Pesquisa do Alimento para este trabalho que mostrou que os resultados prometedores como ele se curam na temperatura ambiente sob a exposição UV e nós conseguimos a impressão de pilhas de músculo com elevada precisão.

Usando estas técnicas nós éramos os primeiros para mostrar imagens do AFM das células cancerosas e para investigar o potencial de técnicas de imagem lactente para a detecção atempada e a análise do cancro.

As imagens do AFM em duas potências da ampliação, em que as crateras e os poros são visíveis e o traço do AFM fazem a varredura.

Nós exploramos nanoimaging dos poros exocytotic nas membranas de pilha através de que uma pilha biológica transfere peptides à parte externa da pilha. Alguns peptides podem estimular o crescimento do cancro. Os Peptides são feitos nas pilhas e empacotados em grânulo dentro da pilha. A membrana que cerca a pilha funde com a membrana do grânulo secretory. Porque as duas membranas têm a estrutura química similar, ser lipoproteína, cada um pode dissolver-se no outro no ponto do contacto. Quando isto ocorre formulários de uma diferença na membrana e no interior de pilha do grânulo está expor ao exterior da pilha; o peptide que estimulará o crescimento do cancro pode partir através deste poro que formou. Este processo é denominado exocytosis; a diferença é chamada um poro exocytotic. Tais poros podem agora ser estudados a nível do nanoscale.

Claramente se nós poderíamos alterar a liberação dos compostos das pilhas então os tratamentos novos para o cancro podem eventuate. A evidência emergente que o rompimento do exocytosis normal próprio está implicado no crescimento do cancro faz a caracterização do processo ainda mais importante. Contudo há pouco uma compreensão de como a formação dos poros e de sua função nas doenças tais como o cancro, nem de como os poros podem ser usados como um alvo dos tratamentos.

Este trabalho deve conduzir a uma introspecção nova de respostas e de comunicação da pilha e pôde ajudar no diagnóstico adiantado da deformação da pilha especialmente em estudos da célula cancerosa. É importante que nós avançamos para investigar pilhas vivas no sistema do biochip/bioimprint, mas há as barreiras desafiantes que exigem a reflexão prudente e soluções nanoengineering inovativas.

As Aplicações da técnica de Bioimprint na formação dos andaimes 3D biocompatible para a engenharia do tecido são correntes.


Referências

1. Alkaisi, M.M., Muys, J.J., Evans, J.J., a “Única imagem lactente da pilha com AFM usando o Biochip/Tecnologia” 2009 de Bioimprint convidou a Edição de papel, Especial do Jornal Internacional da Nanotecnologia na Ciência de Nova Zelândia, issue3-4, Vol, 6, 355-368, (2009).
2. Alkaisi, M.M., Muys, J.J., Evans, J.J., “Convidou” de “a Réplica de papel Bioimprint de Únicas Pilhas em um Biochip”, o BioMEMs e a Nanotecnologia, 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), “Transferência Celular e imagem lactente do AFM das Células cancerosas que usam Bioimprint”, Jornal da Nanobiotecnologia, (2006), 4: 1. ISSN 1477-3155.
4. Muys, J., Alkaisi, M.M., Evans, J.J. (2006) “Bioimprint: Análise de Nanoscale pela réplica da topografia celular usando Jornal da litografia macia” da nanotecnologia Biomedicável, Vol 2, Nenhum 1, Em abril de 2006, pp 11-15.
5. Muys, J., Alkaisi, M.M., Evans, J.J. “réplica Celular e imagem lactente do AFM usando a técnica Uv-Bioimprint”, Nanomedicine: Nanotecnologia, biologia e Medicina, 2(3) 2006.
6. Muys, J., Alkaisi, M.M. Evans, J.J. e Nagase, J. (2005). “Análise de pilhas biológicas dielectrophoretically prendidas pela microscopia atômica da força usando uma plataforma integrada do biochip”. Jornal Japonês da Física Aplicada, Vol.44, No.7B, pp.5717-5723.

Copyright AZoNano.com, Prof. Maan Alkaisi (Universidade de Canterbury)

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

Last Update: 13. June 2013 23:36

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