Uma Etapa Mais perto de Desenvolver a Análise de Sangue Diagnóstica Rápida

Published on June 24, 2010 at 12:26 AM

Os cientistas do National Institute of Standards and Technology (NIST) moveram uma etapa mais perto de desenvolver os meios para uma análise de sangue diagnóstica rápida que pudesse fazer a varredura para milhares de marcadores da doença e de outros indicadores químicos da saúde. O reports* da equipe aprendeu como descodificar os sinais elétricos gerados por um nanopore-a “porta” menos de 2 nanômetros largamente em uma membrana de pilha artificial.

Cada molécula que passa através do nanopore pode ser identificada monitorando a mudança que causa em um fluxo actual iónico através da membrana. Quando as moléculas diferentes (objetos roxos e verdes) entram no poro (verde mostrado inserir), cada um reduz a corrente em uma determinada quantia e um período de tempo (mostrados pelo esquema de cores correspondente no diagrama actual abaixo), segundo seu tamanho e capacidade atrair íons próximos (pontos vermelhos). O modelo do NIST pode ser usado para extrair esta informação, que pôde ser usada para identificar e caracterizar biomarkers para aplicações médicas. Crédito: NIST

Nanopores não é novo ele mesmo; para mais do que uma década, os cientistas procuraram usar um detector elétrico nanopore-baseado para caracterizar o ADN único-encalhado para aplicações arranjando em seqüência genéticas. Mais recentemente, os cientistas do NIST giraram sua atenção a usar nanopores para identificar, para determinar e para caracterizar cada um das mais de 20.000 proteínas o corpo produz-um a capacidade que forneceria um instantâneo da saúde total de um paciente em um momento dado. Mas quando os nanopores permitirem moléculas participar um de cada vez nelas, determinar o que a molécula individual específica apenas passou completamente não foi fácil.

Para endereçar este problema, os membros da equipe do NIST que desenvolveu previamente um método para distinguir o tamanho e a concentração de cada tipo de molécula o nanopore admite ** têm respondido agora à pergunta de apenas como estas únicas moléculas interagem com o nanopore. Seu modelo teórico novo descreve a física e a química de como o nanopore, de facto, analisa gramaticalmente uma molécula, uma compreensão que avance o uso dos nanopores no campo médico.

“Este trabalho traz-nos uma etapa mais perto de realizar estes nanopores como uma ferramenta diagnóstica poderosa para a ciência médica,” diz Joseph Reiner, que executou o trabalho com o Joseph Robertson, e John Kasianowicz, toda a Divisão da Eletrônica do Semicondutor do NIST. “Adiciona “à Pedra de Rosetta” que permitirá que nós leiam o que as moléculas apenas passaram através de um nanopore.”

Usando seus métodos novos, a equipe podia modelar a interacção de um tipo particular de grande molécula com uma abertura dos nanopore com grande precisão. As moléculas eram glicol de polietileno (PEG), um polímero bem-compreendido esse correntes dos formulários do comprimento de variação.

Do “as correntes PEG podem ser muito longas, mas cada relação é muito pequena,” Kasianowicz diz. “Era um bom teste porque nós quisemos ver se o nanopore poderia se diferenciar entre duas grandes moléculas quase idênticas que diferem de comprimento somente por alguns átomos.”

O dispositivo da equipe podia distinguir facilmente entre correntes diferente-feitas sob medida do PEG, e o modelo que se tornaram para descrever as interacções do Peg-nanopore é encorajador elas para pensar que com esforço mais adicional, os sensores minúsculos podem ser personalizados para medir rapidamente muitas moléculas diferentes. “Nós poderíamos concebìvel construir uma disposição de muitos nanopores, cada um criado para medir uma substância específica,” Kasianowicz diz. “Porque cada nanopore é tão pequeno, uma disposição com uma para cada proteína no corpo ainda seria minúscula.”

* J.E. Reiner, J.J. Kasianowicz, B.J. Nablo, e J.W.F. Robertson. Teoria para a análise do polímero usando a espectrometria em massa nanopore-baseada da único-molécula. Continuações da Academia Nacional das Ciências, Publicadas em linha o 21 de junho de 2010, doi: 10.1073/pnas.1002194107

Last Update: 12. January 2012 01:09

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