NanoBarcodes voor Enige Biomoleculen

door Dr. Krassen Dimitrov

Dr. Krassen Dimitrov, de Leider van de Groep, de Enige Nanotechnologie van de Molecule, Australisch Instituut voor Biotechniek en Nanotechnologie, de Universiteit van Queensland
Overeenkomstige auteur: k.dimitrov@uq.edu.au

29 Decemberth, 2009 merkte de vijftigste verjaardag van Richard Feynman stellend de beroemde vraag1: Waarom kunnen niet wij de volledige 24 volumes van de Encyclopedie Brittanica op het hoofd van een speld schrijven? De legendarische fysicus van Caltech stelde voor dat het regelmatige type door 1/25.000 zou moeten zijn gekrompen om de prestatie te bereiken. Hij bood een prijs $1.000 voor de eerste experimentele demonstratie aan, die in 1985 door Boekdeel Newman, een gradstudent van Stanford werd gedaan.

Vijftig jaar de lezing van postFeynman, en 25 jaar na de demonstratie van Newman, is er één gebied waar onze capaciteit om de fysieke belichaming van gecodeerde informatie aan dergelijke nanodimensions te krimpen test om is kritiek te zijn: bij het barcoding en het etiketteren van individuele biomoleculen.

De Biomoleculen - proteïnen, DNA'S, RNAs, lipiden, suikers - zijn de fysieke carriers van biologische informatie in elk het leven organisme. De capaciteit te ontdekken en inventorize deze molecules is noodzakelijk als wij de algoritmen moeten barsten waardoor de biologische systemen werken, en misschien wat nog belangrijker is, zij manieren waarin deze algoritmen in tijd van ziekte gebroken zijn.

Deoxyribonucleic Zuur (DNA), is de molecules binnen cellen die genetische informatie dragen en het van één generatie tot volgende overgaan.

Het RNA (RNA), is één van twee die types van nucleic zuur door cellen worden gemaakt. RNA bevat informatie die van DNA is gekopieerd (het andere type van nucleic zuur). De Cellen maken verscheidene verschillende vormen van RNA, en elke vorm heeft een specifieke baan in de cel. Vele vormen van RNA hebben functies met betrekking tot het maken van proteïnen. RNA is ook het genetische materiaal van sommige virussen in plaats van DNA. RNA kan in het laboratorium worden gemaakt en in onderzoekstudies worden gebruikt.

Het Etiketteren van individuele biomoleculen met gemakkelijk opspoorbare nanobarcodes laat hun het directe digitale tellen en getalsmatige weergave toe. Dit is een fundamenteel verschillend concept van het gebruiken functionalized deeltjes „met streepjescode“ als miniatuurreageerbuizen, op de oppervlakte waarvan een standaard analoog-gebaseerde opsporingsanalyse kan worden uitgevoerd. In tegenstelling tot dergelijke analoge methodes, het directe digitale biedt tellen alle voordelen verbonden aan andere digitale technologieën aan: nauwkeurigheid bij lage kosten, gevoeligheid, en (op zijn minst in theorie) oneindig uitzetbare dynamische waaier.

Het was in 2000 in Seattle toen Ik „het nanostring“ uitvond, 2 een fluorescente nanobarcode voor enige biomoleculen, die sinds in een commercieel product vindend3 diverse toepassingen in systemenbiologie heeft geresulteerd. Bijvoorbeeld, hebben de wetenschappers van het Brede Instituut en M.I.T de streepjescodes NanoString gebruikt om gedetailleerde vragen over hoe te stellen ons immuunsysteem aan pathogene uitdagingen voor het4 is de opsporingsmethode antwoordt die dicteert welke nanostructures als streepjescodes zouden moeten worden samengesteld.

Het Gebruiken van fluorescentieetiketten om informatie in een nanobarcode te coderen heeft veelvoudige voordelen en één wezenlijke beperking: De diffractiegrens van Raleigh. In 1959 voorzag Feynman dat een elektronenmicroscoop aan lezeninformatie die worden gebruikt in nanostructures, met resolutie wordt gecodeerd die dat van optische opsporing overschrijden. Maar Toch is de elektronenmicroscopie nog een dure en verfijnde techniek, ongeschikt voor de klinische laboratoria en bureaus van de arts.

Dr. Krassen Dimitrov en zijn collega's bij de Enige groep van de Nanotechnologie van de Molecule werken nu aan nieuwe methodes voor elektronische opsporing van nanobarcodes, die hogere resolutie dan fluorescentie, nog aan zeer lage kosten zal aanbieden.


Verwijzingen

1. http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html
2. Methodes voor opsporing en getalsmatige weergave van analytes in complexe mengsels. Octrooi 7473767 van Verenigde Staten
3. Geiss G.K., Bumgarner R.E., et. al., Leid gemultiplexte meting van genuitdrukking met color-coded sondeparen. Biotechnologie 26, 317 - 325 van de Aard (2008).
4. Amit I., Garber M., et. al., Onbevooroordeelde Wederopbouw van Reacties van een de Zoogdier Transcriptional van het Netwerk Bemiddelende Ziekteverwekker. 2009 9 Oct; Volume 326. nr 5950, blz. 257 - 263

Copyright AZoNano.com, Dr. Krassen Dimitrov (de Universiteit van Queensland)

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

Last Update: 14. June 2013 01:16

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit