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DNA para las Aplicaciones de Biosensing

Profesor Jingjiao Guan, Departamento de la Ingeniería Química y Biomédica, de la Universidad de FAMU-FSU del Centro de la Ingeniería para la Investigación de los Materiales y de la Tecnología; Instituto Integrante de NanoScience, Universidad de Estado de la Florida
Autor Correspondiente: guan@eng.fsu.edu

La DNA es el material genético de humano y de numeroso la otra especie de cerca relevante a nuestra salud. Es así un material central a biosensing, que es la base para la diagnosis, el pronóstico, y el tratamiento de la enfermedad. Aunque se hayan desarrollado las diversas técnicas biosensing de la DNA, la demanda para métodos más altos de la producción y de la sensibilidad es cada vez mayor. La Nanotecnología ofrece gran potencial de cubrir la necesidad proporcionando a las herramientas sin precedentes que pueden detectar, manipular, y ensamblar exacto la DNA.

La DNA, también referida como el ácido desoxirribonucléico es las moléculas dentro de las células que llevan la información genética y la pasa a partir de una generación al siguiente.

Una capacidad de extraer la información genética de únicas promesas de las moléculas de la DNA de enriquecer importante nuestra comprensión de muchos procesos biológicos y patológicos críticos. El Peinarse Molecular es una técnica que puede estirar e inmovilizar la DNA del genoma en una superficie sólida para el único análisis de la molécula. Sin Embargo, la técnica Que Se Peina Molecular convencional puede generar solamente los encadenamientos aleatoriamente distribuidos de la DNA que no son convenientes para el gran escala y de adquisición de datos automatizada.

Profesor Jingjiao Guan y sus colegas del Instituto Integrante de NanoScience ha desarrollado una aproximación capaz de estirar y de modelar las moléculas de la DNA en matrices grandes con los encadenamientos de cada DNA colocados y alineados exacto. Esta técnica lleva a cabo potencial de convertirse en una nueva plataforma para el análisis de la única DNA en una moda en grande y automatizada.

Imagen de la Fluorescencia de un arsenal de DNA estirada

No sólo una biomolécula, DNA es también un nanomaterial con un conjunto único de estructuras y de propiedades tales como alta relación de transformación del longitud-a-ancho, la estructura helicoidal del doble, la base que empareja capacidad, y acciones recíprocas serie-específicas con otras moléculas. La DNA se ha utilizado así para construir los nanowires, que se miran extensamente como nueva clase de estructuras biosensing.

Para construir un sensor funcional, los nanowires necesitan típicamente ser ensamblados exacto en una configuración diseñada. La Falta de técnicas robustas y baratas para el ensamblaje del nanowire está obstaculizando actualmente el avance de este campo.

Profesor Jingjiao Guan y sus colegas ha desarrollado un método para generar matrices de nanowires DNA-basados. Comparado a otros, este método es robusto, barato, e intrínseco capaz de generar alto-pedido sobre una área extensa. También permite el functionalization de los nanowires por diversos métodos tales como capa superficial por la deposición de vapor, la conjugación química, y la trampa física de nanoparticles.

La imagen de la Fluorescencia de un arsenal de nanowires (verdes) de la DNA embutidos con quantum nanocrystal fluorescente puntea (el amarillo)

Nanochannels constituye otra clase de los nanostructures para la siguiente-generación biosensing. Se han demostrado con las ventajas únicas para sondar única dinámica de la DNA, detectar acciones recíprocas de la DNA-proteína, correlacionar genes en las únicas moléculas de la DNA, y separar la DNA de diversas tallas. Sin Embargo, el avance de esto el biosensing nanochannel-basado también es obstaculizado por la falta de aproximaciones baratas, simples, y seguras para fabricar los nanostructures e integrarlos en los dispositivos funcionales.

Profesor Jingjiao Guan y sus colegas ha desarrollado una técnica capaz de producir un arsenal grande de nanochannels usando los nanowires de la DNA como modelos. Este método promete ser utilizado para construir bajo costo, paralelo, y los sensores de la alto-producción para el análisis lineal de la única DNA cromosómica.

Micrográfo de Electrón de la Exploración de un nanochannel convertido de un nanowire de la DNA

Referencias

Jingjiao Guan, L. James Lee, Generando matrices altamente pedidas del nanostrand de la DNA. Proc Acad Nacional Sci los E.E.U.U. 2005, 102, (51), 18321-18325.
Jingjiao Guan, BO Yu, L. James Lee, Formando matrices altamente pedidas de nanowires functionalized del polímero dewetting en micropillars. Adv Mater. 2007, 19, (9), 1212-1217.
Jingjiao Guan, Nick Ferrell, BO Yu, Derek Hansford, L. James Lee, generación Simultánea de Matrices híbridas de micrófono/de nanoparticles y de nanowires dewetting en micropillars. Materia Suave. 2007, 3, 1369-1371.
C.H. Lin, J. Guan, S.W. Chau, L. análisis de J. Lee, Experimental y numérico de la formación del arsenal del nanostrand de la DNA por peinarse molecular en superficie microwell-modelada. J Phys D: Appl Phys. 2009, 42, (2), 025303.
Jingjiao Guan, Pouyan E. Boukany, Orin Hemminger, NaN-Rong Chiou, Weibin Zha, Megan Cavanaugh, L. James Lee, matrices lateralmente pedidas Grandes de nanochannel/nanostrand de la DNA que se peina y que imprime, sometida.

Derechos De Autor AZoNano.com, Profesor Jingjjiao Guan (Instituto de NanoScience, Universidad de Estado Integrantes de la Florida)

Date Added: Nov 22, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:42

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