化学家开发了无机微粒的唯一 Nanoscale 涂层 - 新技术

化学家一个加州大学洛杉矶分校主导的小组开发了无机微粒的唯一新的涂层在可能能假装微粒作为蛋白质 - 进程在各种各样的药物发展、诊断工具和治疗允许微粒发挥作用作为探测可能击穿这个细胞和打开各自的蛋白质里面,并且创建在应用的潜在的 nanoscale。

发现在美国化学会日记帐的 5月 19日编辑将被发布。

有机涂层 - 短的链子被串起的氨基酸 (肽) - 可以用于假装称 “数量小点的微粒”, “数量标尺”和 “数量那么有效架线”细胞弄错他们为蛋白质,既使当涂层在是无机和可能甚而含毒物的微粒使用。

“这些肽涂层担当 ‘万圣夜为微粒打扮’,并且欺骗这个活细胞到认为 nanoparticles 是良性的,象蛋白质的实体”,说西蒙 Weiss,化学加州大学洛杉矶分校教授和大学的加利福尼亚 NanoSystems 学院的成员。 “结果,我们可以使用这些上漆的微粒跟踪在一个活细胞的蛋白质和执行研究的范围在分子级别,是一个主要步骤往使用纳米技术创建生物和医学的实际应用”。

微粒由半导体制成在 nanoscale (一十亿分之一仪表,或者关于一第一千个人发的厚度) 长期找到在电子和信息技术行业的应用。 例如,一支唯一晶体管的有效的零件在奔腾硅片的在大小上是一毫微米的一些枚铜币。 用于的半导体激光读数字信息在 CD 或 DVD 有相似的维数一块有效的层。

“创建这个能力导入这样电子功能到这个细胞和捕捉他们用生物功能可能开辟极大的新的可能性,为基本的生物科学和医疗和治疗应用的”, Weiss 说。

这些电子功能之一是光叫的荧光放射。 使用新的涂层, Weiss 的小组能溶解和介绍到可能所有由一个唯一蓝色光源激发的细胞不同的颜色数量小点。

颜色编码方法类似于被发送在光纤下,叫 “分波多工器信息的编码”,或 WDM。 肽涂层技术可能,原则上,颜色由 “在细胞的绘的”不同的蛋白质输入生物,与不同颜色数量小点。

研究小组包括 Weiss - 主要调查人 - 和研究生法宾 Pinaud,以及加州大学伯克利分校辅助研究生化学家大卫 S. 穆尔,分子和细胞生物学教授国王和 Hsiao 砰。

Weiss 和 Pinaud 开发方法附有特定颜色数量小点在细胞的表面和于细胞的不同的蛋白质。

“人有近 40,000 个基因”, Weiss 说。 “一个大组这些基因运行在每个时候,在我们的身体每一个细胞,用非常复杂方式。 通过绘蛋白质的一个子集在细胞的用不同的颜色数量小点,我们可以按照分子电路、电路节点的动态重新整理和分子交往 - 或,简而言之,观察这个 ‘分子舞蹈’定义了生活”。

除能力绘和观察与单独颜色的许多不同的蛋白质之外,数量小点可以为最终检测区分使用: 观察一个唯一分子。 直到现在,跟踪和按照在这个细胞的唯一蛋白质非常富挑战性并且是等同搜索谚语的大海捞针。

通过使用新的方法被开发在加州大学洛杉矶分校和观察与荧光显微镜和高区分想象照相机,研究员能跟踪用在一个活细胞里面的一个萤光数量小点标记的唯一蛋白质在三维数和在一些毫微米准确性内。

“此进程是,在一些方面,使用全球定位系统分子等同跟踪一个单身任何地方在地球上”, Pinaud 说。 “我们可以使用光学方法跟踪用不同颜色数量小点标记的几不同的蛋白质,评定他们之间的距离和使用那些发现更好了解在这个细胞里面的分子交往”。

微粒假装与 Weiss 小组开发的肽涂层可能输入细胞,无需影响其基本发挥作用 - 创建可以被瞄准束缚到在这个活细胞的各自的蛋白质的微粒的溶于水和生物适合的薄层。

“因为肽上漆的数量小点是小的,他们有容易,并且迅速项通过细胞膜”, Pinaud 说。 “另外,从多种长度和功能多个肽在同一个唯一数量小点可能存款,我们可以容易地构想 ‘与多个功能的聪明的’探测的创建”。

在涂层的 Weiss 配合天生被启发了。 有些工厂和细菌细胞演变唯一功能阻拦含毒物重金属的离子作为方法清扫他们增长的含毒物环境。 这些有机体综合肽,称 phytochelatins,通过严格束缚使相当数量含毒物自由的离子降低到无机 nanoparticles 由被隔离的含毒物盐和其他产品做成。

“我们的肽涂层跨接与有机世界的无机化学世界在毫微米等级”, Weiss 说。 “理想地说,这些涂层将用于提供在 nanoscale 无机电子设备和功能蛋白质之间的电触点,将导致新颖和强大的 ‘聪明的药物的演变, " 聪明的酵素, " 聪明的催化剂, " 蛋白质切换’和无机有机物质许多其他功能杂种。

“可能性是不尽的”, Weiss 说。 “例如,请想象在此进程的潜在癌症治疗,如果特别地被瞄准识别和毁坏在这个机体的癌细胞的一杂种纳米颗粒可能被创建”。

张贴 2004年th 4月 29日

Date Added: May 17, 2004 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 20:30

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