Un Punto Più vicino a Sviluppare l'Analisi Del Sangue Diagnostica Rapida

Published on June 24, 2010 at 12:26 AM

Gli scienziati di National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno mosso un punto più vicino ad elaborare i mezzi per un'analisi del sangue diagnostica rapida che può scandire per le migliaia di indicatori di malattia e di altri indicatori chimici di salubrità. Il reports* del gruppo ha imparato come decodificare i segnali elettrici generati da un nanopore-a “portone„ meno di 2 nanometri largamente in una membrana cellulare artificiale.

Ogni molecola che passa attraverso il nanopore può essere identificata riflettendo il cambiamento che causa in uno scorrimento corrente ionico attraverso la membrana. Quando le molecole differenti (oggetti porpora e verdi) entrano nel poro (verde indicato in inserzione), ciascuna diminuisce la corrente entro una certa somma e un periodo di tempo (indicati dalle combinazioni colori corrispondenti nel diagramma corrente qui sotto), secondo sia la sua dimensione che la capacità attirare gli ioni vicini (punti rossi). Il modello del NIST può essere usato per estrarre questi informazioni, che potrebbero essere usate per identificare e caratterizzare i biomarcatori per le applicazioni mediche. Credito: NIST

Nanopores non è nuovo stessi; per più di una decade, gli scienziati hanno cercato di usare ad un rivelatore elettrico basato nanopore per caratterizzare il DNA unico incagliato per le applicazioni d'ordinamento genetiche. Più recentemente, gli scienziati del NIST hanno rivolto la loro attenzione a usando i nanopores per identificare, quantificare e caratterizzare ciascuna delle più di 20.000 proteine l'organismo produce-un la capacità che fornirebbe un'istantanea della salubrità globale di un paziente ad un momento dato. Ma mentre i nanopores permettono le molecole di prendparteere loro uno alla volta, determinare che cosa la molecola determinata specifica ha attraversato appena non è stata facile.

Per affrontare questo problema, i membri del gruppo del NIST che precedentemente ha messo a punto un metodo per distinguere sia la dimensione che la concentrazione di ogni tipo di molecola il nanopore ammette ** ora hanno risposto alla domanda di appena come queste singole molecole interagiscono con il nanopore. Il Loro nuovo modello teorico descrive la fisica e la chimica di come il nanopore, in effetti, analizza una molecola, una comprensione che avanzerà l'uso dei nanopores nel campo medico.

“Questo lavoro ci porta un punto più vicino a realizzare questi nanopores come strumento diagnostico potente per scienza medica,„ dice Joseph Reiner, che ha realizzato il lavoro con Joseph Robertson e John Kasianowicz, tutta la Divisione di Elettronica A Semiconduttore del NIST. “Aggiunge “alla Stele di Rosetta„ che permetterà che noi leggiamo che cosa le molecole hanno attraversato appena un nanopore.„

Facendo Uso dei loro nuovi metodi, il gruppo poteva modellare l'interazione di un tipo particolare di grande molecola con un'apertura dei nanopore con la grande accuratezza. Le molecole erano polietilene glicole (PARITÀ), un polimero ben recepito quel catene dei moduli della lunghezza variante.

“Le catene della PARITÀ possono essere molto lunghe, ma ogni collegamento è molto piccolo,„ Kasianowicz dice. “Era una buona prova perché abbiamo voluto vedere se il nanopore potesse differenziarsi fra due grandi molecole quasi identiche che differiscono di lunghezza soltanto da alcuni atomi.„

L'unità del gruppo poteva distinguere facilmente fra le catene differente di taglia della PARITÀ ed il modello che si sono sviluppati per descrivere le interazioni della Parità-nanopore è incoraggiante loro per pensare che con ulteriore sforzo, i sensori minuscoli possano essere personalizzati per misurare rapidamente molte molecole differenti. “Potremmo in teoria sviluppare una schiera di molti nanopores, ciascuno creato per misurare una sostanza specifica,„ Kasianowicz dice. “Poiché ogni nanopore è così piccolo, una schiera con una per ogni proteina nell'organismo ancora sarebbe minuscola.„

* J.E. Reiner, J.J. Kasianowicz, B.J. Nablo e J.W.F. Robertson. Teoria per analisi del polimero facendo uso adi spettrometria di massa basata nanopore della unico molecola. Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze, Pubblicati il 21 giugno 2010 online, doi: 10.1073/pnas.1002194107

Last Update: 12. January 2012 01:42

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