NanoBarcodes per le Singole Biomolecole

da Dott. Krassen Dimitrov

Dott. Krassen Dimitrov, Guida del Gruppo, Singola Nanotecnologia della Molecola, Istituto Australiano per Bioingegneria e Nanotecnologia, L'Università di Queensland
Autore Corrispondente: k.dimitrov@uq.edu.au

29 dicembre 2009th ha tracciato il cinquantesimo anniversario di Richard Feynman che fa la domanda famosa1: Perché non possiamo scrivere gli interi 24 volumi dell'Enciclopedia Brittanica sulla capocchia di un spillo? Il fisico leggendario da Caltech ha calcolato che il tipo regolare avrebbe dovuto essere restretto da 1/25,000 per raggiungere l'abilità. Ha offerto un prezzo $1.000 per la prima dimostrazione sperimentale, che è stata fatta nel 1985 dal Tomo Newman, uno studente di laureato da Stanford.

Cinquanta anni inviano la conferenza di Feynman e 25 anni dopo la dimostrazione di Newman, c'è un'area dove la nostra capacità di restringere l'inclusione fisica di informazioni codificate a tali nanodimensions sta risultando essere critica: nel barcoding e nell'etichettatura delle biomolecole diverse.

Le Biomolecole - proteine, DNA, RNAs, lipidi, zuccheri - sono i portafili fisici di informazioni biologiche in ogni organismo vivente. La capacità di individuare e inventorize queste molecole è necessaria se dobbiamo incrinare forse più d'importanza gli algoritmi da cui i sistemi biologici funzionano e, essi modi in cui questi algoritmi sono rotti a periodo della malattia.

L'Acido Desossiribonucleico (DNA), è le molecole dentro le celle che portano le informazioni genetiche e la passano da una generazione al seguente.

L'Acido Ribonucleico (RNA), è uno di due tipi di acidi nucleici fatti dalle celle. Il RNA contiene le informazioni che sono state copiate da DNA (l'altro tipo di acido nucleico). Le Celle fanno vari moduli di RNA ed ogni modulo ha un processo specifico nella cella. Molti moduli di RNA hanno funzioni relative a fare le proteine. Il RNA è egualmente il materiale genetico di alcuni virus invece di DNA. Il RNA può essere fatto in laboratorio ed essere utilizzato negli studi della ricerca.

L'Etichettatura delle biomolecole diverse con i nanobarcodes facilmente rilevabili permette al loro conteggio e quantificazione digitali diretti. Ciò è un concetto fondamentalmente diverso dal usando le particelle “con codice con barre„ functionalized come provette miniatura, sulla superficie di cui ad un'analisi basata a analogo standard di rilevazione può essere eseguita. Contrariamente a tali metodi analogici, il conteggio digitale diretto offre tutti vantaggi connessi con altre tecnologie digitali: accuratezza a basso costo, alla sensibilità e (almeno nella teoria) alla gamma dinamica infinitamente estensibile.

Era nel 2000 a Seattle quando ho inventato “nanostring„, 2 un nanobarcode fluorescente per le singole biomolecole, che poiché ha provocato un prodotto commerciale3 trovare le diverse applicazioni nella biologia di sistemi. Per esempio, gli scienziati dal Vasti Istituto e M.I.T hanno usato i codici a barre di NanoString per fare le domande dettagliate riguardo a come il nostro sistema immunitario risponde alle sfide patogene per4 è il metodo di rilevazione che detta che nanostructures dovrebbero essere sintetizzati come codici a barre.

Facendo Uso dei contrassegni della fluorescenza codificare le informazioni in un nanobarcode presenta i vantaggi multipli ed una limitazione sostanziale: Limite di diffrazione di Raleigh. Nel 1959 Feynman ha preveduto che un microscopio elettronico fosse utilizzato ad informazioni della lettura codificate in nanostructures, con risoluzione che supera quella di rilevazione ottica. Tuttavia, la microscopia elettronica è ancora una tecnica costosa e specializzata, inadatta per i laboratori clinici e gli uffici del medico.

Il Dott. Krassen Dimitrov ed i suoi colleghi al Singolo gruppo di Nanotecnologia della Molecola ora sta lavorando ai nuovi metodi per rilevazione elettronica dei nanobarcodes, che offriranno più di alta risoluzione della fluorescenza, eppure ai bassi costi molto.


Riferimenti

1. http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html
2. Metodi per rilevazione e quantificazione degli analiti in miscele complesse. Brevetto 7473767 degli Stati Uniti
3. Geiss G.K., Bumgarner R.E., ed altri, Direct ha multiplexato la misura di espressione genica con le paia colore-codificate della sonda. Biotecnologia 26, 317 - 325 della Natura (2008).
4. Amit I., Garber M., ed altri, Ricostruzione Imparziale delle Risposte Trascrizionali Mammifere della Rete di un Agente Patogeno di Mediazione. 9 ottobre 2009; No. 5950, Pp. 257 - 263 di Volume 326.

Copyright AZoNano.com, Dott. Krassen Dimitrov (L'Università di Queensland)

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

Last Update: 14. June 2013 01:28

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