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OberflächenPlasmon-Resonanz-Mikroskopie-Hilfen, zum Partikeln von des Virus-Zu Entdecken H1N1

Published on August 25, 2010 at 2:12 AM

Im Krieg gegen Infektionskrankheit, den Angeklagten ist zu kennzeichnen Hälfte Kampf. Jetzt beschreiben Forschungsprofessor Shaopeng Wang und seine Kollegen vom Biodesign-Institut an der Staat Arizona-Universität, eine neue Methode für die Sichtbarmachung von einzelnen Viruspartikeln. Ihre Forschung öffnet die Klappe zu einem ausführlicheren Verständnis dieser winzigen Krankheitserreger und fördert möglicherweise die Studie einer breiten Reichweite der mikro- und nanoscale Phänomene.

Die Ergebnisse der Gruppe erscheinen in den Verfahren Am 23. August der Nationalen Akademie der Wissenschaften, hoch entwickelter Onlinepunkt.

Befund und Kennzeichen von ansteckenden Eindringlingen sind kritisch, damit Bemühungen diese talentierten Krankheitserreger bestimmen, verhindern und steuern. In der aktuellen Studie wurden einzelne Viruspartikel der Grippe H1N1, zusammen mit dem ein wenig größeren HCMV-Virus sichtlich durch eine Schild-freie Methode zum ersten Mal, unter Verwendung einer hochauflösenden Technologie entdeckt, die als Oberflächenplasmonresonanzmikroskopie bekannt ist.

Zusätzlich zum Kennzeichnen von einzelnen Viruspartikeln, ermöglicht die Technik die Studie der Oberflächenschwergängigkeit der Viren zu den spezifischen Antikörpern. Kritisch aktiviert sie auch Maß der Partikelmasse, mit rivalisierenden herkömmlichen Methoden einer Nachweisgrenze durch drei bis vier Größenordnungen. Die Arbeit wurde unter Aufsicht Nongjian Tao (NJ), Direktor der Mitte des Biodesign-Instituts für Bioelektronik und Biosensors durchgeführt.

Verschiedene Methoden sind den Befund von Viruspartikeln, Tao-Anmerkungen beantragt worden und einige exotische Techniken zitiert, die verwendet werden, um einzelne Viren häufig zu jagen oder, um Gruppen Partikel statistisch auszuwerten. Häufig werden Leuchtstofffarben zu den Molekülen für Sichtbarmachung hinzugefügt, obwohl solche Techniken zu einem Preis kommen. „Das Schild verursacht möglicherweise eine Änderung in der Funktion des Moleküls,“ sagt Tao, weiter, das betonend beschriftete Methoden, ermöglichen nicht die unmittelbare Beobachtung von tatsächlichen körperlichen Eigenschaften (die z.B., Masse) der Viren und stattdessen zeigt, nur die synthetisch beschrifteten Sites an.

In der aktuellen Studie wird Oberflächenplasmonresonanzmikroskopie verwendet, um Affinitätsinteraktionen von Viren und von ihren verbundenen Antikörpern zu prüfen und produziert die ersten Schild-freien Bilder von einzelnen Viren. Während Wang beobachtet, „optische Darstellung dieser Art kann ein Virus in seinem gediegenen Zustand, in der wässerigen Lösung entdecken.“ Vorher musste Auflösung solcher winzigen Partikel auf Elektronenmikroskopie beruhen, in der die Proben örtlich festgelegt und der Befund sein, die müssen unter einem Vakuum durchgeführt wird.

Oberflächenplasmonresonanz tritt auf, wenn polarisierte Leuchte einen Biochip schlägt, der mit einer dünnen metallischen Schicht beschichtet wird. Die guten Bedingungen der Wellenlänge, der Polarisation und des Einfallswinkels, absorbieren freie Elektronen (oder Plasma) an der Oberfläche des Chips Gegeben die Vorfallphotonen und konvertieren sie in Oberflächenplasmonwellen, die über der Oberfläche fortpflanzen, die Wellen im Wasser in gewissem Sinne ähnlich ist.

Wenn Moleküle wie Viruspartikel auf der Oberfläche des Chips zusammenwirken, können sie diese subtilen Plasmonwellen stören und eine messbare Änderung im hellen Reflexionsvermögen verursachen. Normalerweise werden dieser Wellenunterbrechungen über der gesamten Oberfläche berechnet, obwohl dieser herkömmliche Anflug Geräusche sowie die entdeckten Partikel registriert, die nur einen kleinen Bereich der Gesamtchip-Oberfläche besetzen.

In der aktuellen Studie zeigte die Gruppe zum ersten Mal, dass es zum Bild möglich ist und entdeckt einzelne Virions H1N1 mit Schild-freier Oberflächen-plasmonics Technik in der Istzeit. Diese Technik erlaubte eine Mittelwertbildung des Signals nur im Bereich, in dem die Viruspartikel anwesend sind und drastisch verbesserte den Genauigkeitsgrad.

Um sicher zu sein dass die beobachteten Sichtsignale tatsächlich die der Partikel des Virus H1N1 waren, die an ihre verbundenen Antikörper binden, leitete das Team drei verschiedene Experimente. Im ersten Fall wurde eine permanente Schwergängigkeit von Virions zum unadorned gold-überzogenen Chip beobachtet. Als Nächstes wurde das Experiment wiederholt, nachdem man Polyäthylenglykol (KLAMMER) an der Goldoberfläche angewendet hatte, die wirkt, um unspezifische Absorption zu blockieren. In diesem Fall springen befolgen keine der Viruspartikel zur Oberfläche, aber stattdessen, frei gewandert und das gelegentliche Verhalten, das als Brownische Bewegung bekannt ist.

Schließlich wurden Viruspartikel auf einem Chip beobachtet, das mit Antikörpern H1N1 mit der angewendeten KLAMMER functionalized ist. Der Viruspartikel zeigte umschaltbare Schwergängigkeit mit ihren Antikörperkollegen an und trennte sich in der Art, die von Virusantikörper Paaren charakteristisch ist. „Auf diese Art, könnten wir sicher sein, dass der Befund wirklich die Schwergängigkeit der Partikel H1N1 zu den Antikörpern ist,“ sagt Tao. „Das der Trick ist, pflegen wir, um zu prüfen, dass wir ein Zielvirus speziell entdecken können, nicht andere Moleküle oder Substanz in der Lösung, die auch ein Signal produziert. “ Zusätzliche Bestätigung kam von der Anwendung von HCMV-Viruspartikeln, die mit den H1N1-specific Antikörpern binden nicht konnten.

Als Wang-Anmerkungen des führenden Autors ist ein weiterer Nutzen dieser vorzüglich empfindlichen Technik, dass er das Maß von Virenmass. ermöglicht. Die Masse kann von der Intensität des optischen Signals geschlossen werden, das der Reihe nach zum Grad proportional ist, zu dem der Partikel die Oberflächenplasmonwelle stört. Die Technik der Gruppe erlaubt eine Massennachweisgrenze unten zum quadrillionth 1attogram-one eines Gramms. „Wir haben versucht, Schild-freie optische Darstellung weit über herkömmlichen Grenzen zu drücken,“ sagt Wang und hinzufügt, dass die Methode die Beobachtung und die Kennzeichnung von kleinen biologischen Instanzen in ihrem Naturzustand erlaubt.

Quelle:

Last Update: 12. January 2012 20:43

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