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研究员开发方法准确地评定 “Nanopores 的”长度

Published on April 27, 2010 at 8:20 PM

使用一个对异乎寻常的技术包括冰捕鱼的分子缩放比例版本,从事在国家标准技术局 (NIST) 的研究员小组开发方法准确地评定 “nanopores 的长度”,在细胞膜找到的小字母的通道。 他们在一最近 paper* 描述的 “分子统治者”可能担当方式校准 nanopores 直径平均小于那接近 10,000 次一个人头发为各种各样的应用例如迅速脱氧核糖核酸分析的定制。

在 NIST 的研究和其他研究机构向显示在一个稀薄的膜的一个唯一毫微米缩放比例毛孔可以用于作为 “微型分析实验室”检测和分析各自的生物分子例如脱氧核糖核酸或毒素,当他们通过或阻拦这个段落。 这样系统在一个唯一微芯片设备能可能地适合,各种各样的应用的。 然而,使这个迷你实验室实用要求 nanopore 的维数和结构上的功能的一个准确定义。

图象表示 “冰捕鱼”方法如何确定在膜 nanopore 间的距离。 两个图象显示聚合物盖帽冠上的已知的长度脱氧核糖核酸子线 (橙色范围) 被驱动通过 nanopore。 如果脱氧核糖核酸子线是足够长期对完全地横向通道 (离开),它 “将钩”一个流通的聚合物 (绿色范围) 在膜的另一个端并且定义 nanopore 的长度。 如果不太久,脱氧核糖核酸探测将重新启动在这个毛孔外面 (正确)。 赊帐: J. 罗伯逊, NIST

在新的实验,从 NIST 的研究员和马里兰大学在动物细胞中首先编译了油脂膜 bilayer 页分子类似于被找到的那。 他们 “在它操练了”毛孔与 ** 特别地被设计的蛋白质击穿细胞膜。 当电压在膜墙壁间时是应用的,被充电的分子例如单一被中断的脱氧核糖核酸是牵强的到 nanopore。 当这个分子通过到通道,离子当前流一度与这个链子的范围是按比例的减少,允许其长度容易地派生。

如果链子是足够长期到达 nanopore 知道的最缩小的部分的,因为电场的困苦点这强制在它后的将穿过这个分子通道的其余。 利用此特性, NIST/Maryland 小组开发一个脱氧核糖核酸探测方法通过把二个评定加起来评定从空缺数目的距离在膜的每个端到扭点,和反过来, nanopore 的整个长度。 探测包括在一个末端冠上的已知的长度脱氧核糖核酸子线由聚合物范围。 这个范围防止探测完全移动通过 nanopore,当留给脱氧核糖核酸从它延伸到的链任意摇晃通道时。 如果这个链子到达扭点,通常将驱动通过这个连接点的一个自由脱氧核糖核酸链子的强制拿着探测到位 (从聚合物范围 “锁定”它在另一边) 并且定义了距离到扭点。 如果这个链子比距离短到扭点,它将重新启动出于 nanopore,告诉研究员一个长长的链子是需要的评定距离到这个空白。

NIST/Maryland 研究员也开发了评定 nanopore 的长度第二个手段确认 “唯一棒棒糖”方法的结果。 在此系统,聚合物分子在膜的内在端找到的这个解决方法允许自由地流通。 不同的长度聚合物加盖的脱氧核糖核酸探测被强制一次一个到从反面的 nanopore。 如果探测的链子的末端是足够长期对完全地横向通道,它将抓住在解决方法的一个自由聚合物分子。 这定义了通道的长度。

另外,此 “冰捕鱼”方法提供答案到 nanopore 的结构。 因为脱氧核糖核酸链子通过包缠其方式,在电力电压上的变化对应于改变形状通道。 此信息可以用于有效映射这条通道。

* S.E. Henrickson, E.A. DiMarzio, Q. Wang, V.M. 斯坦福和 J.J. Kasianowicz。 探通的唯一毫微米缩放比例熟读与聚合物分子统治者。 化工物理 132, 135101 日记帐 (发布在线 2010 4月 2日)。

** 阿尔法溶血素,生产由葡萄状球菌 - 奥里斯细菌

Last Update: 12. January 2012 21:56

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