Posted in | Nanosensors | Lab on a Chip

Biochip Openbaart „Vingerafdrukken“ van Biochemische Bedreigingen

Published on March 23, 2010 at 6:58 PM

Biochemicus Daniel Schabacker zou van Argonne als Sherlock Holmes van bioterrorisme kunnen worden beschouwd. Hoewel hij niet rond een pijp en een vergrootglas draagt aangezien hij probeert om de beklaagde te vangen, heeft hij een veel krachtiger deductief hulpmiddel: biochip.

De bioloog Dan Schabacker van Argonne laadt een biochip op een lezer voor analyse.

Biochip biedt Schabacker en zijn collega's in Loyola University (Illinois) een kans aan om de „handtekeningen“ van weaponizable biologische agenten, het meest in het bijzonder bloedzweer te bepalen. Terwijl sommige wetenschappers de analyse van DNA hebben gebruikt om de bijzondere spanning van bloedzweer te identificeren, helpen biochips wetenschappers en overheidsambtenaren om te leren hoe de bloedzweer werd gekweekt, versmallend de pool van potentiële verdachten. Dit project, begon slechts binnen het afgelopen paar van jaren, toelicht het uitgroeiende gebied van microbiële forensische geneeskunde.

De „Microbiële forensische geneeskunde is één vandaag van de grootste onderwerpen in counterterrorism, en één van de grootste uitdagingen bij het behandelen van bioterrorisme,“ bovengenoemde Schabacker. De „proteomic analyse dat wij met onze biochips kunnen doen verstrekt een nieuwe en verschillende reeks van informatie over biologische agenten dan wij hadden kunnen voordien zien; het kan ons van een volledige vingerafdruk van het organisme voorzien dat wij kunnen dan gebruiken om zijn oorsprong afdoend te identificeren.“

Volgens Schabacker, vertegenwoordigt de analyse van DNA bijna de totaliteit van de methodologie die momenteel microbiële forensische geneeskunde steunt. Het „probleem met slechts het gebruiken van de analyse van DNA is dat het u vertelt slechts welke spanning u behandelt, en de spanningen kunnen tussen veelvoudige agentschappen of instellingen worden gedeeld. Er kunnen zijn dozijn laboratoria dat iedereen de zelfde spanning deelt,“ hij zei. Het „genetische materiaal van de proteïne verandert niet gebaseerd op hoe het groeit, maar de proteïnen - en die informatie is ongelooflijk belangrijk.“

Omdat de ziekteverwekkerproteïnen een volledig afzonderlijk soort informatie houden, gelooft Schabacker dat de twee benaderingen die in overleg worden nagestreefd een uitvoerig gegevensbestand van verschillende bloedzweerculturen konden opbrengen. Het „uiteindelijke doel van dit project is voor ons een bibliotheek van handtekeningen voor alle gemeenschappelijke bloedzweerverscheidenheden te kunnen bouwen,“ bovengenoemde Schabacker.

Oorspronkelijk Ontwikkeld in het vroege deel van het decennium als kenmerkend hulpmiddel, bestaat een biochip uit een één-centimeter door één-centimeter serie die overal tussen verscheidene dozijn honderden „punten,“ of kleine dalingen bevat. Elk van deze dalingen bevat een unieke proteïne, een antilichaam of nucleic zuur die zullen vastmaken aan een bepaalde reagens.

De Wetenschappers verkrijgen de bloedzweerproteïnen om de putten door een proces te vullen genoemd opdeling. Hoofdzakelijk, breken de wetenschappers open de bloedzweerbacteriën gebruikend chemische producten en zuigen omhoog de proteïnen. Zij hakken dan op de proteïnen en gebruiken een ander chemisch proces om de individuele eiwitfragmenten door hun molecuulgewichten uit te scheiden.

Dit proces leidt tot honderden afzonderlijke eiwitfracties, die dan in één enkele biochip geschikt worden die 96 goed netten bevat. Zodra de putten in biochips met eiwitfracties worden gevuld, kunnen de wetenschappers verschillende chemische producten, of reagentia dan gebruiken, om microarrays te testen enkel aangezien een detective voor vingerafdrukken zou bestrooien. Enkel als een politiegesprek met een verdachte, is dit chemische proces genoemd geworden „ondervraging.“ Wanneer een reagens met een bepaald eiwitfragment in wisselwerking staat, zal dat goed „omhoog aansteken,“ creërend een deel van de eiwithandtekening.

Hoewel de biochiptechnologie het potentieel heeft om eiwithandtekeningen te ontwikkelen van enkel over om het even welke biologische agent, hebben Schabacker en Loyola Professor Adam Driks hun aanvankelijke nadruk aanvankelijk aan bloedzweer gewijd omdat het vrij gemakkelijk wordt vervaardigd en verspreid.

De „Bloedzweer is een mooie het vergeven bacterie - het zal in een bos van verschillende voorwaarden groeien,“ bovengenoemde Schabacker. „Het is waarschijnlijk de enige aantrekkelijkste ziekteverwekker van keus aan terroristen die niet over heel wat werkelijk dure apparatuur of deskundigheid.“ beschikken

Een deskundige op bloedzweer, Driks en zijn laboratorium bereidde de gerechtelijke analyse van de sporelaag van de weg de bacterie. Schabacker combineerde de biochiptechnologie met de opdelingstechnologie van Eprogen, die een samenhang verstrekt die de overheidsonderzoek, academia en industrie verbindt.

Helpend sporen de wetenschappers terroristen op is niet het enige gebruik van biochip. Biochips heeft reeds belofte in kenmerkende geneeskunde getoond. Na het ontwikkelen van de biochiptechnologie, gaf Schabacker het aan verscheidene bedrijven, met inbegrip van Eprogen, Inc. in Biosystemen Darien, Illinois en Akonni in Frederick, Maryland vergunning. In plaats van het bekijken bloedzweer, heeft Eprogen biochips aan gebruik gezet om gemeenschappelijke kankerbiomarkers te zoeken. Dat onderzoek kon de deur voor artsen openen om „antilichamenprofielen“ tot stand te brengen die hen konden helpen geïndividualiseerde drugs of behandelingsprogramma's voor patiënten opstellen.

Het werk Akonni heeft nadruk bij het identificeren van andere ziekteverwekkers - die niet normaal verbonden aan terroristenactiviteit gedaan. Spoedig, biochips kan beginnen tonend omhoog in grotere aantallen in spreekkamers rond het land, aangezien zij nauwkeurige en snelle diagnoses van een grote verscheidenheid van besmettingen verstrekken, zoals die veroorzaakt door Multidrug-Resistant Tuberculosis (mdr-T.B.) en de vaak dodelijke methicillin-Bestand goudhoudende Stafylokok - (MRSA).

Last Update: 13. January 2012 02:05

Tell Us What You Think

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

Leave your feedback
Submit