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NanoBarcodes pour les Biomolécules Uniques

par M. Krassen Dimitrov

M. Krassen Dimitrov, Amorce de Groupe, Nanotechnologie Unique de Molécule, Institut Australien pour la Bio-ingénierie et Nanotechnologie, L'Université du Queensland
Auteur Correspondant : k.dimitrov@uq.edu.au

29 décembre 2009th marqué le cinquantième anniversaire de Richard Feynman posant la question célèbre1: Pourquoi ne pouvons-nous pas écrire les 24 volumes entiers de l'Encyclopédie Brittanica sur la tête d'épingle ? Le physicien légendaire de Caltech a figuré que le type régulier devrait être rétréci par 1/25,000 pour réaliser l'exploit. Il a offert un prix $1.000 de la première démonstration expérimentale, qui a été faite en 1985 par le Tome Newman, un étudiant de Stanford.

Cinquante ans inscrivent la conférence de Feynman, et 25 ans après la démonstration de Newman, il y a une zone où notre capacité de rétrécir l'incorporation matérielle d'information encodée à de tels nanodimensions s'avère critique : dans barcoding et étiqueter de différents biomolécules.

Les Biomolécules - protéines, ADN, RNAs, lipides, sucres - sont les porteurs matériels d'information biologique à chaque organisme vivant. La capacité de trouver et inventorize ces molécules est nécessaire si nous devons fêler les algorithmes par lesquels les systèmes biologiques fonctionnent, et peut-être d'une manière primordiale, elles les voies dont ces algorithmes sont cassés à la période de la maladie.

L'Acide Désoxyribonucléique (ADN), est les molécules à l'intérieur des cellules qui diffusent l'information génétique et la réussissent d'un rétablissement au prochain.

L'Acide Ribonucléique (ARN), est l'un de deux types d'acide nucléique effectués par des cellules. L'ARN contient l'information qui a été copiée d'ADN (l'autre type d'acide nucléique). Les Cellules effectuent plusieurs différentes formes de l'ARN, et chaque forme a un travail particulier dans la cellule. Beaucoup de formes d'ARN ont des fonctionnements liés à effectuer des protéines. L'ARN est également le matériel génétique de quelques virus au lieu d'ADN. L'ARN peut être effectué dans le laboratoire et être utilisé dans des études de recherches.

L'Étiquetage de différents biomolécules avec les nanobarcodes facilement détectables active leur compte et quantification digitaux directs. C'est un concept principalement différent d'utiliser les particules « à code à barres » functionalized en tant qu'éprouvettes miniatures, sur la surface dont une analyse analogique-basée normale de dépistage peut être exécutée. Contrairement à de telles méthodes analogiques, le compte digital direct offre tous les avantages associés avec d'autres technologies numériques : exactitude à bas pris, sensibilité, et (au moins dans la théorie) dynamique infiniment expansible.

Elle était en 2000 à Seattle quand J'ai inventé « nanostring », 2 un nanobarcode fluorescent pour les biomolécules uniques, qui puisqu'a eu comme conséquence un produit commercial3 la conclusion de diverses applications dans la biologie de systèmes. Par exemple, les scientifiques de l'Institut et du M.I.T Grands ont employé codes barre de NanoString pour poser des questions détaillées sur la façon dont notre système immunitaire relève des défis pathogènes pour4 lui est la méthode de dépistage que des préceptes quels nanostructures devraient être synthétisés comme codes barre.

Utilisant des étiquettes de fluorescence encoder l'information dans un nanobarcode a des avantages multiples et une limitation substantielle : Limite de diffraction de Raleigh. En 1959 Feynman a envisagé qu'un microscope électronique serait utilisé à l'information de lecture encodée dans les nanostructures, avec la définition dépassant cela du dépistage optique. Cependant, la microscopie électronique est toujours une technique chère et sophistiquée, inappropriée pour des laboratoires cliniques et des bureaux du médecin.

M. Krassen Dimitrov et ses collègues au Seul groupe de Nanotechnologie de Molécule travaille maintenant sur des méthodes neuves pour le dépistage électronique des nanobarcodes, qui offriront plus de haute résolution que la fluorescence, pourtant très aux coûts bas.


Références

1. http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html
2. Méthodes pour le dépistage et la quantification des analytes dans les mélanges complexes. Brevet 7473767 des Etats-Unis
3. Geiss G.K., Bumgarner R.E., et autres, Direct a multiplexé la mesure de l'expression du gène avec des paires de code à couleurs de sonde. Biotechnologie 26, 317 - 325 de Nature (2008).
4. Amit I., Garber M., et autres, Reconstruction Impartiale des Réactions Transcriptionnelles Mammifères d'un Agent Pathogène de Médiation de Réseau. 9 octobre 2009 ; Numéro 5950, Pp. 257 - 263 de Vol. 326.

Droit d'auteur AZoNano.com, M. Krassen Dimitrov (L'Université du Queensland)

Date Added: Apr 18, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 01:20

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