शोधकर्ताओं को सही "nanopores" की लंबाई को मापने के तरीके विकास

Published on April 27, 2010 at 8:20 PM

बर्फ में मछली पकड़ने, पर काम कर रहे शोधकर्ताओं के एक दल के एक आणविक पैमाने पर संस्करण सहित विदेशी तकनीकों का एक जोड़ी का उपयोग का राष्ट्रीय मानक संस्थान और प्रौद्योगिकी (NIST ) सही की लंबाई को मापने के तरीके विकसित किया है "nanopores," miniscule चैनलों में पाया झिल्ली सेल. "आणविक शासकों" वे हाल ही में एक कागज * में वर्णन करने के लिए एक औसत पर दर्जी nanopores-जिसका व्यास जांचना के रूप में सेवा कर सकता है लगभग 10,000 बार कि एक मानव की तुलना में छोटे होते हैं बालों के लिए तेजी से डीएनए विश्लेषण जैसे अनुप्रयोगों की एक किस्म .

NIST और अन्य अनुसंधान संस्थानों में अध्ययन से पता चला है कि नैनोमीटर पैमाने ताकना में एक पतली झिल्ली एक एकल एक "लघु विश्लेषण प्रयोगशाला" का पता लगाने और डीएनए या विषाक्त पदार्थों जैसे व्यक्तिगत जैविक अणुओं विशेषताएँ रूप में वे के माध्यम से पारित या मार्ग ब्लॉक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है . आवेदनों की एक विस्तृत विविधता के लिए इस तरह की एक प्रणाली संभवतः एक एकल उपकरण माइक्रोचिप पर फिट सकता है,. हालांकि, व्यावहारिक बनाने मिनी प्रयोगशाला nanopore के आयाम और संरचनात्मक सुविधाओं के एक सटीक परिभाषा की आवश्यकता है.

ग्राफिक चित्रण कैसे "बर्फ में मछली पकड़ने" विधि एक झिल्ली nanopore भर की दूरी निर्धारित करता है. दोनों छवियों में जाना जाता है एक बहुलक (नारंगी क्षेत्र) टोपी nanopore के माध्यम से संचालित किया जा रहा द्वारा सबसे ऊपर लंबाई के डीएनए strands दिखा. यदि कतरा डीएनए पूरी तरह से अनुप्रस्थ चैनल (बाएं) को लंबे समय पर्याप्त है, यह एक परिसंचारी बहुलक (हरा क्षेत्र) "हुक" झिल्ली के दूसरे पक्ष पर और nanopore लंबाई को परिभाषित. यदि लंबे समय पर्याप्त नहीं, डीएनए जांच ताकना (सही) के उछाल होगी. क्रेडिट: जे Robertson, NIST

नए प्रयोगों में, NIST और विश्वविद्यालय मैरीलैंड पहला से शोधकर्ताओं ने एक झिल्ली लिपिड का bilayer चादर अणुओं पशु कोशिकाओं में पाया है कि समान बनाया. वे एक प्रोटीन ** विशेष रूप से डिजाइन करने के लिए कोशिका झिल्ली घुसना के साथ में एक छेद "drilled". जब वोल्टेज दीवार झिल्ली भर में लागू किया जाता है, एकल असहाय डीएनए के रूप में आरोप लगाया अणु nanopore में मजबूर कर रहे हैं. के रूप में अणु चैनल में गुजरता है, ईओण का वर्तमान प्रवाह एक बार है कि श्रृंखला के आकार के लिए आनुपातिक है के लिए कम है, इसकी लंबाई आसानी से प्राप्त करने के लिए अनुमति.

यदि एक श्रृंखला लंबे समय के लिए सबसेसंकरेमें के भाग तक पहुँचने के लिए पर्याप्त है nanopore चुटकी बिंदु बिजली के क्षेत्र के बल के रूप में जाना जाता है पीछे यह चैनल के बाकी के माध्यम से अणु धक्का होगा. इस विशेषता के शोषण, NIST / मैरीलैंड टीम एक डीएनए जांच चुटकी बात करने के लिए झिल्ली के प्रत्येक पक्ष पर खुलने से दूरी को मापने के विधि विकसित की है, और बदले में, nanopore की पूरी लंबाई के द्वारा दो माप के साथ जोड़ने. जांच ज्ञात एक बहुलक क्षेत्र द्वारा एक छोर पर सबसे ऊपर लंबाई के डीएनए strands के मिलकर बनता है. यह क्षेत्र पूरी तरह से nanopore के माध्यम से बढ़ रहा जबकि डीएनए से यह झूलने श्रृंखला चैनल में विस्तार करने के लिए स्वतंत्र छोड़ने से जांच रोकता है. अगर श्रृंखला चुटकी बिंदु, शक्ति है कि आम तौर जंक्शन पिछले एक मुक्त डीएनए श्रृंखला ड्राइव करेंगे पहुंचता बजाय जगह में जांच (के बाद से बहुलक क्षेत्र "ताले" यह दूसरे छोर पर) रखती है और चुटकी बिंदु के लिए दूरी को परिभाषित करता है. अगर श्रृंखला बिंदु चुटकी करने के लिए दूरी से कम है, यह nanopore के बाहर बाउंस जाएगा, शोधकर्ताओं कि लंबी लंबाई एक श्रृंखला के अंतर की दूरी को मापने की जरूरत है कह रही.

NIST / मैरीलैंड शोधकर्ताओं ने यह भी nanopore की लंबाई को मापने के लिए "एक लॉलीपॉप" विधि के परिणामों की पुष्टि की एक दूसरे साधन विकसित किया है. इस प्रणाली में, बहुलक अणु के लिए झिल्ली के भीतर की ओर पर पाया समाधान में स्वतंत्र रूप से प्रसारित करने की अनुमति दी जाती है. पॉलिमर छाया अलग लंबाई की डीएनए जांच एक समय में एक मजबूर कर रहे हैं विपरीत दिशा से nanopore में. यदि जांच की श्रृंखला के अंत तक पूरी तरह से अनुप्रस्थ चैनल के लिए पर्याप्त है, यह समाधान में एक मुफ्त बहुलक अणु की पकड़ ले लो. इस चैनल की लंबाई को परिभाषित करता है.

इसके अतिरिक्त, यह "बर्फ में मछली पकड़ने" विधि nanopore की संरचना में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है है. के रूप में डीएनए श्रृंखला के माध्यम से अपना रास्ता हवाओं, बिजली के वोल्टेज में परिवर्तन चैनल के आकार बदलने के अनुरूप है. यह जानकारी को प्रभावी ढंग से दालान नक्शा करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

* एसई Henrickson, EA DiMarzio, अतारांकित वैंग, VM स्टैनफोर्ड और जे जे Kasianowicz. Polymeric आणविक शासकों के साथ एक nanometer पैमाने पर pores के चलते जांच. रासायनिक भौतिकी 132, 135,101 (प्रकाशित ऑनलाइन 2 अप्रैल, 2010) के जर्नल.

Last Update: 17. November 2011 02:54

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