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Biochip Deckt „Fingerabdrücke“ von Biochemischen Drohungen auf

Published on March 23, 2010 at 6:58 PM

Argonne-Biochemiker Daniel Schabacker könnte gelten als Sherlock Holmes von Bioterrorismus. Obgleich er nicht um ein Rohr und ein Vergrößerungsglas trägt, während er versucht, den Angeklagten zu erwischen, hat er ein weit leistungsfähigeres deduktives Hilfsmittel: der Biochip.

Argonne-Biologe Dan Schabacker belastet einen Biochip auf einen Leser für Analyse.

Der Biochip bietet Schabacker und seine Kollegen an Loyola-Universität (Illinois) eine Möglichkeit, die „Unterzeichnungen“ von weaponizable biologischen Agenzien, höchst bemerkenswert Anthrax zu bestimmen an. Während einige Wissenschaftler DNS-Analyse verwendet haben, um die bestimmte Spannung des Anthraxs zu kennzeichnen, helfen die Biochips Wissenschaftlern und Regierungsbeamten, zu lernen, wie der Anthrax gewachsen wurde und verengen das Pool von möglichen Verdächtigen. Dieses Projekt, begonnen nur innerhalb der letzten Paare von Jahren, illustriert den sprießenden Bereich der Mikrobenkriminalistik.

„Mikrobenkriminalistik ist eins der größten Themen in der Terroristenbekämpfung heute, und eine der größten Herausforderungen im Umgang mit Bioterrorismus,“ sagte Schabacker. „Die proteomic Analyse, dass wir in der Lage sind, mit unseren Biochips zu tun zur Verfügung stellen ein neues und anderes Set Informationen über biologische Agenzien, als waren wir in der Lage gewesen, vorher zu sehen; es kann uns mit einem kompletten Fingerabdruck des Organismus versehen, den wir dann verwenden können, um seinen Ursprung entscheidend zu kennzeichnen.“

Entsprechend Schabacker stellt DNS-Analyse fast die Ganzheit des Verfahrens dar, das aktuell Mikrobenkriminalistik unterstützt. „Das Problem mit nur unter Verwendung DNS-Analyse ist, dass es Ihnen, welche mitteilt nur Spannung Sie beschäftigen, und Spannungen können zwischen mehrfachen Agenturen oder Institutionen geteilt werden. Es kann Dutzend Labors geben, denen alle die gleiche Spannung teilen,“ er sagte. „Das Genmaterial des Proteins ändert nicht basiert auf, wie es wächst, aber die Proteine tun - und diese Informationen sind unglaublich wichtig.“

Weil Krankheitserregerproteine eine völlig unterschiedliche Art Informationen anhalten, glaubt Schabacker, dass die zwei Anflüge, die in Konzert ausgeübt wurden, eine umfassende Datenbank von verschiedenen Anthraxkulturen erbringen konnten. „Das Endziel dieses Projektes ist, damit wir in der Lage sind, eine Bibliothek von Unterzeichnungen für die ganze geläufige Anthraxvielzahl aufzubauen,“ sagte Schabacker.

Ursprünglich sich Entwickelt in der früheren Phase des Jahrzehnts als Diagnose-Tool, besteht ein Biochip aus einem Einzentimeter durch Einzentimeter Reihe, die überall zwischen einigen Dutzend und mehreren hundert „Punkten enthält,“ oder kleinen Absinken. Jedes dieser Absinken enthält ein eindeutiges Protein, einen Antikörper oder eine Nukleinsäure, die zu einem bestimmten Reagens befestigen.

Wissenschaftler erhalten die Anthraxproteine, um die Vertiefungen durch einen Prozess zu füllen, der Fraktionierung genannt wird. Im Wesentlichen brechen die Wissenschaftler die Anthraxbakterien unter Verwendung der Chemikalien auf und saugen die Proteine auf. Sie hacken dann oben die Proteine und verwenden einen anderen chemischen Prozess, um die einzelnen Proteinfragmente durch ihre Molekulargewicht auszusondern.

Dieser Prozess stellt Hunderte von den unterschiedlichen Proteinbrüchen her, die dann in einem einzelnen Biochip angeordnet werden, der 96 wohle Gitter enthält. Einmal werden die Vertiefungen in den Biochips mit Proteinbrüchen gefüllt, können Wissenschaftler verschiedene Chemikalien oder Reagenzien dann verwenden, um die Microarrays zu prüfen, gerade da ein Detektiv für Fingerabdrücke abwischen würde. Gerade wie ein Polizeiinterview mit einem Verdächtigen, bekannt dieser chemische Prozess als „Befragung.“ Wenn ein Reagens auf ein bestimmtes Proteinfragment einwirkt, das wohler Wille „leuchten,“ Teil der Proteinunterzeichnung erstellend.

Obgleich die Biochip-Technologie das Potenzial hat, Proteinunterzeichnungen gerade ungefähr jedes biologischen Agens zu entwickeln, Schabacker und Loyola-haben Professor Adam Driks sich ihren Anfangsfokus zuerst Anthrax gewidmet, weil er verhältnismäßig leicht hergestellt und zerstreut wird.

„Anthrax ist eine hübsche verzeihende Bakterie - er wächst in einem Bündel verschiedenen Bedingungen,“ sagte Schabacker. „Es ist vermutlich der einzelne attraktivste Krankheitserreger der Wahl zu den Terroristen, die haben nicht viel wirklich teures Gerät oder Sachkenntnis.“

Ein Experte auf Anthrax, Driks und seinem Labor ging mit der gerichtlichen Analyse des Sporenmantels der Bakterie voran. Schabacker kombinierte die Biochip-Technologie mit Eprogens der Fraktionierungstechnologie und stellte eine Verbindung bereit, die Regierungsforschung, -hochschule und -industrie anschließt.

Helfende Wissenschaftler spüren unten Terroristen ist nicht der einzige Gebrauch des Biochips auf. Biochips haben bereits in der Diagnosemedizin viel versprechend gewesen. Nachdem er die Biochip-Technologie entwickelt hatte, genehmigte Schabacker sie zu einigen Firmen, einschließlich Eprogen, Inc. in Darien, in Illinois und in Akonni-Biosystemen in Frederick, Maryland. Anstatt, Anthrax zu betrachten gesetzt, hat Eprogen Biochips zum Gebrauch, nach geläufigen Krebs Biomarkers zu suchen. Dass Forschung die Klappe öffnen könnte, damit Doktoren „Antikörper herstellen, erstellt“ ein Profil der ihnen helfen könnte, individualisierte Drogen oder Behandlungsprogramme für Patienten zu konstruieren.

Die Arbeit Akonni hat Fokusse auf dem Kennzeichnen anderer Krankheitserreger - jene nicht normalerweise verbundenen mit terroristischer Aktivität getan. Bald fangen Biochips möglicherweise an, in den Arztpraxen um das Land oben in größeren Zahlen zu zeigen, da sie die genauen und schnellen Diagnosen einer großen Vielfalt von Infektion, wie denen liefern, die durch Multidrug-Beständige Tuberkulose (MDR-TB) verursacht werden und den häufig tödlichen Methicillin-Beständigen Staphylococcus Aureus (MRSA).

Last Update: 13. January 2012 02:10

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