Une Phase Plus près de Développer la Prise de Sang Diagnostique Rapide

Published on June 24, 2010 at 12:26 AM

Les scientifiques du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont déménagé une phase plus près d'élaborer les moyens pour une prise de sang diagnostique rapide qui peut balayer pour des milliers de repères de la maladie et d'autres indicateurs chimiques de la santé. Le reports* d'équipe elle a appris comment décoder les signes électriques produits par un nanopore-a « porte » moins de 2 nanomètres au loin dans une membrane cellulaire artificielle.

Chaque molécule réussissant par le nanopore peut être recensée en surveillant la modification qu'il entraîne dans circuler actuel ionique en travers de la membrane. Quand les différentes molécules (objectifs pourprés et verts) entrent dans le pore (vert affiché en vignette), chacune réduit le courant par une période de certain montant et de temps (affichée par modèle de couleurs correspondant dans le tableau actuel ci-dessous), selon sa taille et capacité d'attirer les ions avoisinants (points rouges). Le modèle de NIST peut être employé pour extraire cette information, qui pourrait être employée pour recenser et caractériser des biomarqueurs pour des applications médicales. Crédit : NIST

Nanopores ne sont pas neuf eux-mêmes ; pour plus qu'une décennie, les scientifiques ont recherché à employer un détecteur électrique nanopore-basé pour caractériser l'ADN monocatenaire pour des applications de ordonnancement génétiques. Plus récent, les scientifiques de NIST ont tourné leur attention à employer des nanopores pour recenser, mesurer et caractériser chacune des plus de 20.000 protéines le fuselage produit-un la capacité qui fournirait un instantané de la santé générale d'un patient à un moment donné. Mais tandis que les nanopores permettent à des molécules d'entrer dans elles un par un, la détermination ce que la molécule individuelle particulière a juste traversé n'a pas été facile.

Pour traiter ce problème, les membres de l'équipe de NIST qui a précédemment développé une méthode pour discerner la taille et la concentration de chaque type de molécule le nanopore admet ** ont maintenant répondu à la question de juste comment ces molécules uniques agissent l'un sur l'autre avec le nanopore. Leur modèle théorique neuf décrit la physique et la chimie de la façon dont le nanopore, en réalité, analyse une molécule, une compréhension qui avancera l'utilisation des nanopores dans le domaine médical.

« Ce travail nous porte une phase plus près de réaliser ces nanopores comme outil de diagnostic puissant pour les sciences médicales, » dit Joseph Reiner, qui a effectué le travail avec Joseph Robertson, et John Kasianowicz, toute la Division de l'Électronique du Semi-conducteur du NIST. « Elle ajoute « à la Pierre de Rosetta » qui nous permettra de nous afficher ce que les molécules ont juste traversé un nanopore. »

Suivre leurs méthodes neuves, l'équipe pouvait modéliser l'interaction d'un type particulier de grande molécule par une ouverture des nanopore avec l'exactitude grande. Les molécules étaient polyéthylène glycol (ANCRAGE), un polymère bien-compris ce des réseaux de formes de longueur variable.

Les « réseaux d'ANCRAGE peuvent être très longs, mais chaque barrette est très petite, » Kasianowicz dit. « C'était un bon test parce que nous avons voulu voir si le nanopore pourrait différencier entre deux grandes molécules presque identiques qui diffèrent dans la longueur par seulement quelques atomes. »

Le dispositif de l'équipe pouvait discerner parmi les réseaux de tailles différentes d'ANCRAGE facilement, et le modèle qu'ils se sont développés pour décrire les interactions d'Ancrage-nanopore est d'une manière encourageante elles pour penser qu'avec davantage d'effort, les senseurs minuscules peuvent être personnalisés pour mesurer beaucoup de différentes molécules rapidement. « Nous pourrions peut-être établir un choix de beaucoup de nanopores, chacun produit pour mesurer un produit spécifique, » Kasianowicz dit. « Puisque chaque nanopore est si petit, un alignement avec un pour chaque protéine dans le fuselage était toujours minuscule. »

* J.E. Reiner, J.J. Kasianowicz, B.J. Nablo, et J.W.F. Robertson. Théorie pour l'analyse de polymère utilisant la spectrométrie de masse nanopore-basée d'unique-molécule. Démarches de l'Académie Nationale des Sciences, Publiées en ligne le 21 juin 2010, doi : 10.1073/pnas.1002194107

Last Update: 12. January 2012 01:38

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