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Lipid-Überzogenes Nanocircuits Konnte zu Entwicklung von Neuen Klassen von Bio-Ermittlenden Hilfsmitteln Führen

Published on August 27, 2009 at 8:26 PM

Eine Kreuzung von Silikon nanocircuits und von biologischen Bauteilen, die einige der Prozesse nachahmt, die die Durchführung von Molekülen in und aus Zellen heraus steuern Sie, ist von einem Team von Wissenschaftlern von Uc Davis, Nationales Laboratorium Lawrence Livermore und von Uc Berkeley hergestellt worden.

Die Lipid-überzogenen nanocircuits konnten zu die Entwicklung von neuen Klassen von Bio-ermittlenden Hilfsmitteln und von biologischen Anwendungen, wie umfassenden Blutchemie Prüfungen führen, die im Punkt einer Nadel oder der Screeninghilfsmittel für die Entwicklung von neuen Drogen befestigten.

„Dieses ist ein Beispiel einer Heirat zwischen Technologie der integrierten Schaltung und Biotechnologie,“ sagte Pieter Stroeve, ein Professor der Industriechemie und der Materialwissenschaft bei Uc Davis und einen von drei Leitungskabelwissenschaftlern auf dem Projekt. „Die Technologie von beiden kann massenproduziert sein, also in der Theorie, kann ihre Integration massenproduziert auch sein.“

Ein Papier, welches die Forschung beschreibt, wurde Am 10. August in der frühen Onlineausgabe von Verfahren der National Academy Of Sciences Bekannt gegeben und veröffentlicht in der Ausgabe des Zapfens Am 18. August.

Während moderne Datenendeinrichtungen auf elektrischen Bereichen und Strom beruhen, um den Informationsfluss zu tragen, sind biologische Anlagen viel komplexer. Ihr Gebrauch der Membranempfänger, -kanäle und -pumpen, chemische Signale innerhalb und zwischen Zellen zu steuern ist durch sogar die leistungsfähigsten Computer nicht angepasst. Weil diese komplexen Operationen das Potenzial für die Vergrößerung von technologischen Anlagen haben, haben Wissenschaftler versucht, Techniken zu entwickeln, um die Anlagen zusammen zu mischen.

Ein hinzugefügter Vorteil solch einer Fusion ist sein Potenzial für Miniaturisierung. „Wenn Sie zum nanoscale der Schaltkreistechnik gehen möchten, sagten etwas von dem Bauteilbedarf, so kleines, dass sie entweder sehr schwierig zu produzieren, sind oder sie fallen möglicherweise aus,“ Stroeve zu sein. „Andererseits, haben viele biologischen Bauteile die Tendenz selbst-zusammenzubauen. Über Und das ist, was wir aufbauten unsere Arbeit.“

Zu ihr Hybridsystem, Wissenschaftler Aleksandr Noy Stroeve und des Leitungskabels, ein Chemiker an Nationalem Laboratorium Lawrence Livermore erstellen und Costen Grigoropoulos, ein Professor des Maschinenbaus bei Uc Berkeley, gedreht zu Lipid bilayer Membranen: die Dünnfilme, die Zellen umgeben, tretend als Pförtner für die Moleküle auf, die und aus in die Zelle heraus passieren.

Unter Verwendung einer Technik hatten sie vorher sich, die Team untergetauchten Nano-schuppe Transistoren entwickelt, die vom Silikonkabel zu einer Suspension von Lipidmolekülen im Wasser hergestellt wurden. Negativ Angezogen zu - belastete nanowire Oberflächen, die Lipide akkumulierten auf sie und bildeten eine Doppelschicht, die diente, elektrische Eigenschaften zu isolieren der Kabel' sowie sie vom umgebenden Wasser abzuschirmen.

Die Team fixierten Proteine von den Bakterien riefen Gramicidin A und Alemethicin in die Lipid bilayers. In lebenden Zellen dienen diese Proteine als Kanäle für die Moleküle, welche die Membran kreuzen.

Indem sie einen Spannungsunterschied durch die Membran erstellten, fanden die Forscher, dass sie die Proteinkanäle öffnen und schließen konnten. „Dieses ist viel die gleiche Sache, die in einer Zelle geschieht,“ Stroeve erklärte. „Nun da wir diese Kanäle öffnen und schließen können, können wir die Fähigkeit unserer Anlage in Wirklichkeit regeln, Chemikalien in seiner Umgebung zu ermittlen.“

Die führenden Autoren der Studie zwei - Julio Martinez und Nipun Misra - waren Studenten im Aufbaustudium, als sie die Arbeit erledigten. Martinez arbeitete mit Stroeve bei Uc Davis und Misra war ein Student bei Uc Berkeley. Andere Beisteuernde zur Studie waren Shie-Chieh Huang, an UCLA und Yinmin Wang, an Nationalem Laboratorium Lawrence Livermore. Martinez, Misra und Huang hielten auch Studenten-Angestellt-Absolvent-Forschungs-Stipendiumstellungen am nationalen Laboratorium an, als sie die Arbeit erledigten.

Last Update: 13. January 2012 20:13

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