NanoBarcodes para Únicas Biomoléculas

pelo Dr. Krassen Dimitrov

Dr. Krassen Dimitrov, Líder do Grupo, Única Nanotecnologia da Molécula, Instituto Australiano para a Tecnologia Biológica e Nanotecnologia, A Universidade de Queensland
Autor Correspondente: k.dimitrov@uq.edu.au

Marcouth 29 de dezembro de 2009 o aniversário qüinquagésimo de Richard Feynman que faz a pergunta famosa1: Por Que não podemos nós escrever os 24 volumes inteiros da Enciclopédia Brittanica na cabeça de um pino? O físico legendário de Caltech figurou que o tipo regular precisaria de ser encolhido por 1/25,000 para conseguir o repto. Ofereceu um preço $1.000 para a primeira demonstração experimental, que foi feita em 1985 pelo Tomo Newman, uma estudante licenciado de Stanford.

Cinqüênta anos afixam a leitura de Feynman, e 25 anos após a demonstração de Newman, há uma área onde nossa capacidade para encolher a incorporação física da informação codificada a tais nanodimensions está provando ser crítica: em barcoding e na etiquetar de biomoléculas individuais.

As Biomoléculas - proteínas, ADN, RNAs, lipidos, açúcares - são os portadores físicos da informação biológica em cada organismo vivo. A capacidade para detectar e inventorize estas moléculas é necessária se nós devemos rachar talvez mais importante os algoritmos por que os sistemas biológicos se operam, e, elas as maneiras em que estes algoritmos são quebrados na época da doença.

O Ácido Deoxyribonucleic (ADN), é as moléculas dentro das pilhas que levam a informação genética e a passam de uma geração ao seguinte.

O Ácido Ribonucléico (RNA), é um de dois tipos de ácido nucleico feitos por pilhas. O RNA contem a informação que foi copiada de ADN (o outro tipo de ácido nucleico). As Pilhas fazem diversos formulários diferentes do RNA, e cada formulário tem um trabalho específico na pilha. Muitos formulários do RNA têm as funções relativas a fazer proteínas. O RNA é igualmente o material genético de alguns vírus em vez do ADN. O RNA pode ser feito no laboratório e ser usado em estudos da pesquisa.

A Colocação De Etiquetas de biomoléculas individuais com os nanobarcodes facilmente detectáveis permite suas contagem e quantificação digitais directas. Este é um conceito fundamental diferente de usar partículas “com código de barras” functionalized como os tubos de ensaio diminutos, na superfície de que um ensaio análogo-baseado padrão da detecção pode ser executado. Em contraste com tais métodos análogos, a contagem digital directa oferece todas as vantagens associadas com outras tecnologias digitais: precisão a um baixo custo, sensibilidade, e (pelo menos na teoria) alcance dinâmico infinita expansível.

Estava em 2000 em Seattle quando Eu inventei “nanostring”, 2 um nanobarcode fluorescente para as únicas biomoléculas, que desde que conduziu a um produto comercial3 encontrar aplicações diversas na biologia de sistemas. Por exemplo, os cientistas do Instituto e do M.I.T Largos usaram os códigos de barras de NanoString para fazer perguntas detalhadas sobre como nosso sistema imunitário responde aos desafios patogénicos para4 ele é o método de detecção que dita que nanostructures precisariam de ser sintetizados como códigos de barras.

Usar etiquetas da fluorescência para codificar a informação em um nanobarcode tem vantagens múltiplas e uma limitação substancial: Limite de difracção de Raleigh. Em 1959 Feynman previu que um microscópio de elétron seria informação usada do read-para fora codificada nos nanostructures, com a definição que excede aquela da detecção óptica. Contudo, a microscopia de elétron é ainda uma técnica cara e sofisticada, inoportuna para laboratórios clínicos e escritórios do médico.

O Dr. Krassen Dimitrov e seus colegas no Único grupo da Nanotecnologia da Molécula está trabalhando agora em métodos novos para a detecção eletrônica de nanobarcodes, que oferecerão mais de alta resolução do que a fluorescência, contudo a custos muito baixos.


Referências

1. http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html
2. Métodos para a detecção e a quantificação dos analytes em misturas complexas. Patente 7473767 dos Estados Unidos
3. Geiss G.K., Bumgarner R.E., e outros, Direct multiplexou a medida da expressão genética com pares cor-codificados da ponta de prova. Biotecnologia 26 da Natureza, 317 - 325 (2008).
4. Amit I., Garber M., e outros, Reconstrução Imparcial de Respostas Transcricionais Mamíferas de um Micróbio Patogénico da Negociação da Rede. O 9 de outubro 2009; No. 5950 do Vol. 326., Pp. 257 - 263

Copyright AZoNano.com, Dr. Krassen Dimitrov (A Universidade de Queensland)

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

Last Update: 14. June 2013 01:48

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