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ADN pour des Applications de Biosensing

Professeur Jingjiao Guan, Service de Produit chimique et de Génie Biomédical, Centre d'Université de l'Ingéniérie de FAMU-FSU pour la Recherche de Matériaux et Technologie ; Institut Intégrateur de NanoScience, Université de l'État de Floride
Auteur Correspondant : guan@eng.fsu.edu

L'ADN est le matériel génétique d'humain et de nombreux l'autre substance attentivement concernant notre santé. C'est ainsi un matériau central à biosensing, qui sert de base au diagnostic, au pronostic, et à la demande de règlement de la maladie. Bien Que des techniques biosensing variées d'ADN aient été développées, la demande des méthodes de haut débit et de sensibilité est toujours croissante. La Nanotechnologie offre le potentiel grand de répondre au besoin en fournissant les outils sans précédent qui peuvent avec précision trouver, manipuler, et assembler l'ADN.

L'ADN, également visé car l'acide désoxyribonucléique est les molécules à l'intérieur des cellules qui diffusent l'information génétique et la réussissent d'un rétablissement au prochain.

Une capacité de rechercher l'information génétique des promesses uniques de Molécules d'ADN d'enrichir de manière significative notre compréhension de beaucoup de procédés biologiques et pathologiques critiques. L'Hiloire Moléculaire est une technique qui peut étirer et immobiliser le génome ADN sur une surface solide pour l'analyse unique de molécule. Cependant, la technique d'Hiloire Moléculaire conventionnelle peut seulement produire des réseaux irrégulier distribués d'ADN qui ne sont pas adaptés pour la large échelle et l'acquisition de données robotisée.

Professeur Jingjiao Guan et ses collègues de l'Institut Intégrateur de NanoScience ont développé un élan capable de l'étirement et des Molécules d'ADN de structuration en grands alignements avec des réseaux de chaque ADN avec précision positionnés et alignés. Cette technique retient le potentiel de devenir une plate-forme neuve pour l'analyse de l'ADN unique d'une mode de grande puissance et robotisée.

Image de Fluorescence d'un alignement d'ADN étiré

Non seulement un biomolécule, ADN est également un nanomaterial avec un seul ensemble de structures et de propriétés telles que le taux élevé de longueur-à-largeur, la structure hélicoïdale de double, la base appareillant la capacité, et les interactions séquence-particulières avec d'autres molécules. L'ADN a été ainsi employé pour construire les nanowires, qui sont largement considérés comme une classe neuve des structures biosensing.

Pour établir un senseur fonctionnel, des nanowires doivent type être avec précision assemblés dans une architecture conçue. Le Manque de techniques robustes et bonnes marchées pour l'assemblage de nanowire gêne actuel l'avance de cette zone.

Professeur Jingjiao Guan et ses collègues ont développé une méthode pour produire des choix de nanowires ADN-basés. Comparé à d'autres, cette méthode est robuste, peu coûteuse, et intrinsèquement capable de se produire élevé-commandé au-dessus d'une vaste zone. Elle permet également le functionalization des nanowires par des méthodes variées telles que la couche extérieure par dépôt en phase vapeur, conjugaison chimique, et occlusion matérielle des nanoparticles.

L'image de Fluorescence d'un choix de nanowires (verts) d'ADN inclus avec la tranche de temps nanocrystal fluorescente pointille (le jaune)

Nanochannels constituent une autre classe des nanostructures pour biosensing de la deuxième génération. Ils ont été expliqués avec de seuls avantages pour sonder la dynamique unique d'ADN, trouver des interactions d'ADN-protéine, tracer des gènes sur les Molécules d'ADN uniques, et séparer l'ADN de différentes tailles. Cependant, l'avance de ce biosensing nanochannel-basé est également gênée par le manque d'élans peu coûteux, simples, et fiables pour fabriquer les nanostructures et les intégrer dans les dispositifs fonctionnels.

Professeur Jingjiao Guan et ses collègues ont développé une technique capable de produire un grand choix de nanochannels à l'aide des nanowires d'ADN comme descripteurs. Cette méthode promet d'être employée pour construire le coût bas, le parallèle, et les senseurs de haut-débit pour l'analyse linéaire de l'ADN chromosomique unique.

Micrographe Électronique De Lecture d'un nanochannel converti d'un nanowire d'ADN

Références

Jingjiao Guan, L. James Lee, Produisant des alignements fortement commandés de nanostrand d'ADN. Proc Acad Sci ETATS-UNIS National. 2005, 102, (51), 18321-18325.
Jingjiao Guan, BO Yu, L. James Lee, Formant des choix fortement commandés de nanowires functionalized de polymère par dewetting sur des micropillars. Mère d'Adv. 2007, 19, (9), 1212-1217.
Jingjiao Guan, Nick Ferrell, BO Yu, Derek Hansford, L. James Lee, rétablissement Simultané des Choix hybrides de micro/de nanoparticles et de nanowires par dewetting sur des micropillars. Substance Molle. 2007, 3, 1369-1371.
C.H. Lin, J. Guan, S.W. Chau, L. analyse de J. Lee, Expérimental et numérique de formation d'alignement de nanostrand d'ADN par l'hiloire moléculaire sur la surface microwell-modelée. 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, Grands alignements transversal commandés de nanochannel/nanostrand de l'ADN hiloire et imprimant, soumis.

Droit d'auteur AZoNano.com, Professeur Jingjjiao Guan (Institut, Université de l'État de Floride Intégrateurs de NanoScience)

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

Last Update: 13. June 2013 23:10

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