DNA per le Applicazioni di Biosensing

Il DNA è molto attentamente il materiale genetico di umano e di numeroso altre specie relative alla nostra salubrità. È così un materiale centrale a biosensing, che è la base per la diagnosi, la prognosi ed il trattamento di malattia. Sebbene le varie tecniche biosensing del DNA siano state sviluppate, la domanda di più alti metodi della sensibilità e di capacità di lavorazione è in continuo aumento. La Nanotecnologia offre il grande potenziale di soddisfare l'esigenza fornendo gli strumenti senza precedenti che possono individuare, manipolare e montare precisamente il DNA.

Una capacità di recuperare informazioni genetiche dalle singole promesse delle molecole del DNA arricchire significativamente la nostra comprensione di molti trattamenti biologici e patologici critici. La Pettinatura Molecolare è una tecnica che può allungare e vincolare il DNA del genoma su una superficie solida per la singola analisi della molecola. Tuttavia, la tecnica di Pettinatura Molecolare convenzionale può generare soltanto le catene a caso distribuite del DNA che non sono adatte a larga scala ed a dell'acquisizione dei dati automatizzato.

Il Professor Jingjiao Guan ed i suoi colleghi dall'Istituto Integrante di NanoScience ha sviluppato un approccio capace di allungamento e di modello delle molecole del DNA nelle grandi schiere con le catene di ogni DNA posizionate e state allineate precisamente. Questa tecnica tiene il potenziale di trasformarsi in in una nuova piattaforma per l'analisi di singolo DNA ad un modo su grande scala e automatizzato.

Immagine di Fluorescenza di una schiera di DNA allungato

Non solo una biomolecola, DNA è egualmente un nanomaterial con un insieme unico delle strutture e dei beni quale l'alto rapporto di lunghezza--larghezza, la struttura elicoidale del doppio, la base che accoppiano l'abilità e le interazioni sequenza-specifiche con altre molecole. Il DNA è stato usato così per costruire i nanowires, che ampiamente sono considerare come una nuova classe di strutture biosensing.

Per costruire un sensore funzionale, i nanowires devono tipicamente essere montati precisamente in un'architettura progettata. La Mancanza di tecniche robuste ed a basso costo per l'assembly del nanowire corrente sta ostacolando l'avanzamento di questo campo.

Il Professor Jingjiao Guan ed i suoi colleghi ha messo a punto un metodo per la generazione delle schiere ai dei nanowires basati a DNA. Confrontato ad altri, questo metodo è robusto, economico ed intrinsecamente capace della generazione alto-ordinata sopra un'ampia area. Egualmente permette il functionalization dei nanowires con i vari metodi quale il rivestimento di superficie da applicazione a spruzzo, da coniugazione chimica e dall'intrappolamento fisico delle nanoparticelle.

L'immagine della Fluorescenza di una schiera dei nanowires (verdi) del DNA inclusi con il quantum nanocrystal fluorescente punteggia (giallo)

Nanochannels costituisce un'altra classe di nanostructures per biosensing di prossima generazione. Sono stati dimostrati con i vantaggi unici per il sondaggio della dinamica singola del DNA, la rilevazione delle interazioni della DNA-proteina, la mappatura dei geni sulle singole molecole del DNA e la separazione del DNA delle dimensioni differenti. Tuttavia, l'avanzamento di questo a biosensing basato nanochannel egualmente è ostacolato dalla mancanza di approcci economici, semplici ed affidabili per da costruzione i nanostructures e l'integrazione loro nelle unità funzionali.

Il Professor Jingjiao Guan ed i suoi colleghi ha sviluppato una tecnica capace della produzione della schiera grande dei nanochannels usando i nanowires del DNA come modelli. Questo metodo promette di essere usato per costruire il basso costo, la parallela ed i sensori di alto-capacità di lavorazione per l'analisi lineare di singolo DNA cromosomico.

Microscopio Elettronico a Scansione di un nanochannel convertito da un nanowire del DNA

Riferimenti

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Jingjiao Guan, Pouyan E. Boukany, Orin Hemminger, Nan-Rong Chiou, Weibin Zha, Megan Cavanaugh, L. James Lee, Grandi schiere lateralmente ordinate di nanochannel/nanostrand da DNA che si pettina e che imprime, presentato.

Copyright AZoNano.com, il Professor Jingjjiao Guan (Istituto Integrante, Florida State University di NanoScience)