Een Stap Dichter aan het Ontwikkelen van Snel Kenmerkend Bloedonderzoek

Published on June 24, 2010 at 12:26 AM

Het Nationale Instituut van Normen de wetenschappers en van de Technologie (NIST hebben) een stap dichter verplaatst naar het ontwikkelen van de middelen voor een snel kenmerkend bloedonderzoek dat voor duizenden ziektetellers en andere chemische indicatoren van gezondheid kan aftasten. Het team heeft reports* het geleerd hoe te om de elektrosignalen te decoderen die door een nanopore-„poort“ worden geproduceerd minder dan 2 nanometers wijd in een kunstmatig celmembraan.

Elke molecule die door nanopore overgaan kan worden geïdentificeerd door de verandering te controleren het in het Ionische huidige stromen over het membraan veroorzaakt. Wanneer de verschillende molecules (purpere en groene voorwerpen) de porie (groen getoond in bijvoegsel) ingaan, vermindert elk de stroom door een bepaalde bedrag en tijdspanne (die door overeenkomstig kleurenschema in het huidige diagram wordt een getoond hieronder), afhankelijk van zowel zijn grootte als capaciteit om nabijgelegen ionen (rode punten) aan te trekken. Het model NIST kan worden gebruikt om deze informatie te halen, die zou kunnen worden gebruikt om biomarkers voor medische toepassingen te identificeren en te kenmerken. Krediet: NIST

Nanopores is niet nieuw zelf; voor een meer dan decennium, hebben de wetenschappers een nanopore-gebaseerde elektrodetector willen gebruiken om single-stranded DNA voor genetische het rangschikken toepassingen te kenmerken. Meer onlangs, de wetenschappers NIST hun aandacht draaiden aan het gebruiken nanopores om elk van de meer dan 20.000 proteïnen te identificeren te kwantificeren en te kenmerken het lichaam een produceren-vermogen dat een momentopname van de algemene gezondheid van een patiënt op een bepaald ogenblik zou verstrekken. Maar terwijl nanopores is de vergunningsmolecules om in hen binnen te gaan men die tegelijkertijd, welke specifieke individuele molecule bepalen net heeft overgegaan door niet gemakkelijk geweest.

Om dit probleem aan te pakken, laat toe de leden van het team NIST dat eerder een methode ontwikkelde om zowel de grootte als concentratie van elk type van molecule te onderscheiden nanopore ** nu de vraag heeft beantwoord van enkel hoe deze enige molecules met nanopore in wisselwerking staan. Hun nieuw theoretisch model beschrijft de fysica en de chemie van hoe nanopore, inderdaad, een molecule, een begrip ontleedt dat het gebruik van nanopores op het medische gebied zal vooruitgaan.

„Dit werk brengt ons dichter één stap aan het realiseren van deze nanopores aangezien een krachtig kenmerkend hulpmiddel voor medische wetenschap,“ Joseph Reiner zegt, dat het werk met Joseph Robertson, en John Kasianowicz, de Afdeling van de Elektronika van de Halfgeleider van elk van NIST uitvoerde. „Het voegt aan de „Steen Rosetta toe“ die ons zal toestaan om te lezen welke molecules net door een nanopore.“ hebben overgegaan

Gebruikend hun nieuwe methodes, kon het team de interactie van een bepaald type van grote molecule door het openen van nanopore met grote nauwkeurigheid modelleren. De molecules waren polyethyleenglycol (PIN), een goed-begrepen polymeer dat kettingen van variërende lengte vormt.

De „kettingen van de PIN kunnen zeer lang zijn, maar elke link is zeer klein,“ Kasianowicz zegt. „Het was een goede test omdat wij wilden zien of kon nanopore tussen twee bijna identieke grote molecules onderscheiden die in lengte door slechts een paar atomen.“ verschillen

Het apparaat van het team kon onder de verschillend-gerangschikte kettingen van de PIN gemakkelijk onderscheiden, en het model dat zij zich hebben ontwikkeld om te beschrijven pin-nanopore-pent interactie vast aanmoedigt hen om te denken dat met verdere inspanning, de minuscuul sensoren kunnen worden aangepast om vele verschillende molecules snel te meten. „Wij konden een serie van vele nanopores mogelijk bouwen, elke één gecreeerd om een specifieke substantie te meten,“ Kasianowicz zegt. „Omdat elke nanopore zo klein is, zou een serie met voor elke proteïne in het lichaam nog.“ uiterst klein zijn

* J.E. Reiner, J.J. Kasianowicz, B.J. Nablo, en J.W.F. Robertson. Theorie voor polymeeranalyse die de nanopore-gebaseerde spectrometrie van de enig-moleculemassa gebruiken. Werkzaamheden van de Nationale Academie van Wetenschappen, die online op 21 Juni, 2010, doi worden Gepubliceerd: 10.1073/pnas.1002194107

Last Update: 12. January 2012 01:36

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