संस्थान राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी (NIST) के वैज्ञानिकों के एक कदम चले गए हैं एक तेजी से निदान रक्त परीक्षण है कि रोग मार्करों और स्वास्थ्य के अन्य रासायनिक संकेतक के हजारों के लिए स्कैन कर सकते हैं के लिए इसका मतलब के विकास के लिए करीब. यह * टीम की रिपोर्ट सीखा है कैसे decode करने के लिए बिजली एक nanopore एक "गेट" द्वारा उत्पन्न संकेतों को कम से कम 2 नैनोमीटर एक कृत्रिम कोशिका झिल्ली में व्यापक.
प्रत्येक अणु nanopore के माध्यम से गुजर परिवर्तन यह एक ईओण झिल्ली भर से बह वर्तमान में कारण बनता है की निगरानी से पहचाना जा सकता है. जब अलग अणुओं (बैंगनी और हरे रंग की वस्तुओं) ताकना (इनसेट में हरे रंग दिखाया) दर्ज करने के लिए, प्रत्येक एक निश्चित राशि और समय की अवधि (संगत रंग योजना द्वारा वर्तमान नीचे चित्र में दिखाया गया है) द्वारा मौजूदा कम कर देता है, दोनों अपने आकार और क्षमता पर निर्भर करता है पास के आयनों (लाल डॉट्स) को आकर्षित करने के लिए. NIST मॉडल के लिए इस जानकारी है जो चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए biomarkers की पहचान और विशेषताएँ के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है निकालने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. श्रेय: NIST
Nanopores नया खुद नहीं कर रहे हैं, एक दशक से अधिक के लिए, वैज्ञानिकों के लिए एक nanopore आधारित बिजली डिटेक्टर का उपयोग करने के लिए आनुवंशिक अनुक्रमण अनुप्रयोगों के लिए एकल असहाय डीएनए विशेषताएँ मांग की है. हाल ही में, NIST वैज्ञानिकों nanopores का उपयोग कर की पहचान, यों और विशेषताएँ 20,000 से अधिक प्रोटीन शरीर के प्रत्येक उत्पादन क्षमता है कि एक भी क्षण में एक रोगी के समग्र स्वास्थ्य का एक स्नैपशॉट प्रदान करेगा करने के लिए उनके ध्यान दिया. लेकिन जब nanopores अणुओं उन में एक एक समय में प्रवेश करने के लिए, निर्धारण क्या विशिष्ट व्यक्ति अणु बस के माध्यम से पारित कर दिया गया है की अनुमति आसान नहीं किया गया है.
इस समस्या का समाधान करने के लिए, NIST टीम है कि पहले एक विधि विकसित की के सदस्यों के दोनों आकार और अणु के प्रत्येक प्रकार के nanopore ** अब बस कैसे इन एकल अणुओं nanopore के साथ बातचीत के सवाल का जवाब है मानते हैं की एकाग्रता भेद करने के लिए. उनकी नई सैद्धांतिक मॉडल और कैसे nanopore, प्रभाव में, एक अणु, एक समझ है कि चिकित्सा के क्षेत्र में nanopores का उपयोग अग्रिम जाएगा parses भौतिकी और रसायन शास्त्र का वर्णन करता है.
"यह काम हमें चिकित्सा विज्ञान के लिए एक शक्तिशाली नैदानिक उपकरण के रूप में इन nanopores को साकार करने के लिए एक कदम और करीब लाता है," यूसुफ Reiner, जो यूसुफ रॉबर्टसन के साथ काम किया और जॉन Kasianowicz, NIST सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स डिवीजन के सभी कहते हैं. "यह 'Rosetta स्टोन' की अनुमति देगा कि हमें पढ़ने के लिए क्या अणुओं सिर्फ एक nanopore के माध्यम से पारित कर दिया है कहते हैं."
अपने नए तरीकों का प्रयोग, टीम के महान सटीकता के साथ एक nanopore खोलने के माध्यम से बड़े अणु की एक विशेष प्रकार की बातचीत का मॉडल करने में सक्षम था. अणुओं polyethylene glycol (खूंटी), एक अच्छी तरह से समझ गया कि बहुलक रूपों अलग लंबाई की चेन थे.
", खूंटी चेन बहुत लंबे समय हो सकता है, लेकिन प्रत्येक लिंक कर सकते हैं बहुत छोटा है," Kasianowicz कहते हैं. "यह एक अच्छा परीक्षण किया गया था क्योंकि हम देखने के लिए अगर nanopore दो लगभग समान बड़े अणुओं है कि केवल कुछ परमाणुओं से लंबाई में भिन्न के बीच अंतर हो सकता है चाहता था."
टीम डिवाइस अलग आकार खूंटी चेन के बीच आसानी से अंतर करने में सक्षम था, और वे खूंटी nanopore बातचीत का वर्णन करने के लिए विकसित किया है मॉडल उन्हें लगता है कि आगे के प्रयास के साथ, मामूली सेंसर करने के लिए कई अलग अलग अणुओं को मापने जल्दी अनुकूलित किया जा सकता है प्रोत्साहित कर रही है . "हम यह अटकल कई nanopores की एक सरणी का निर्माण कर सकता है, प्रत्येक एक विशिष्ट पदार्थ के उपाय करने के लिए बनाया," Kasianowicz कहते हैं. "क्योंकि प्रत्येक nanopore इतना छोटा है, शरीर में हर प्रोटीन के लिए एक साथ एक सरणी अभी भी छोटे होगा."
* जेई Reiner, जे जे Kasianowicz, बी.जे. Nablo, और JWF रॉबर्टसन. बहुलक nanopore-आधारित एकल अणु मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग करते हुए विश्लेषण के लिए सिद्धांत. की कार्यवाही नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज, 21 जून, 2010 को ऑनलाइन प्रकाशित, doi: 10.1073/pnas.1002194107