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Ayudas Superficiales de la Microscopia de la Resonancia del Plasmón Para Detectar Partículas del Virus H1N1

Published on August 25, 2010 at 2:12 AM

En la guerra contra enfermedad infecciosa, determinar al culpable es mitad de la batalla. Ahora, profesor Shaopeng Wang de la investigación y sus colegas del Instituto de Biodesign en la Universidad de Estado de Arizona, describen un nuevo método para visualizar partículas individuales del virus. Su investigación abre la puerta en una comprensión más detallada de estos patógeno minuciosos, y puede fomentar el estudio de una amplia gama de fenómenos micros y del nanoscale.

Las conclusión del grupo aparecen en los Procedimientos del 23 de agosto de la Academia de Ciencias Nacional, edición en línea avanzada.

La Detección y la identificación de invasores infecciosos son críticas para que los esfuerzos diagnostiquen, prevengan, y controlen estos patógeno expertos. En el estudio actual, las partículas individuales del virus de gripe H1N1, junto con el virus algo más grande de HCMV fueron detectadas visualmente con un método escritura de la etiqueta-libre por primera vez, usando una tecnología de alta resolución conocida como microscopia superficial de la resonancia del plasmón.

Además de determinar únicas partículas del virus, la técnica permiso el estudio del atascamiento superficial de virus a los anticuerpos específicos. Crítico, también activa la medición de la masa de la partícula, con métodos convencionales que rivalizan de un límite de detección por tres a cuatro órdenes de magnitud. El trabajo conducto bajo supervisión de Nongjian (NJ) Tao, director del Centro del Instituto de Biodesign para la Bioelectrónica y los Biosensores.

Los Diversos métodos se han solicitado la detección de las partículas del virus, notas de Tao, citando varias técnicas exóticas usadas para cazar únicos virus o más a menudo, para evaluar estadístico grupos de partículas. A Menudo, los tintes fluorescentes se ponen a las moléculas con el fin de la visualización, aunque tales técnicas vienen en un precio. “La escritura de la etiqueta puede causar un cambio en la función de la molécula,” Tao dice, más futuro esfuerzo eso los métodos etiqueta no permiso la observación directa de las características físicas intrínsecas (e.g., masa) de los virus, visualizando en lugar de otro, sólo los sitios sintetizadamente etiqueta.

En el estudio actual, la microscopia superficial de la resonancia del plasmón se utiliza para examinar acciones recíprocas de la afinidad de virus y de sus anticuerpos asociados, produciendo las primeras imágenes escritura de la etiqueta-libres de virus individuales. Mientras Que Wang observa, la “proyección de imagen óptica de esta clase puede detectar un virus en su estado nativo, en la solución acuosa.” Previamente, la resolución de tales partículas minuciosas tuvo que confiar en la microscopia electrónica, donde las muestras deben ser fijas y detección realizadas bajo vacío.

La resonancia Superficial del plasmón ocurre cuando la luz polarizada pulso un biochip recubierto con una capa metálica fina. Dado las condiciones apropiadas del ángulo de la longitud de onda, de la polarización y de incidente, los electrones libres (o el plasma) en la superficie de la viruta absorben los fotones del incidente, convirtiéndolos en las ondas superficiales del plasmón, que propagan a través de la superficie de una forma similar a las ondas en agua.

Cuando las moléculas tales como partículas del virus obran recíprocamente en la superficie de la viruta, pueden romper estas ondas sutiles del plasmón, causando un cambio mensurable en reflectividad pálida. Normalmente, estas desorganizaciones de la onda se hacen un promedio sobre la superficie entera, aunque esta aproximación convencional registra ruido así como las partículas detectadas, que ocupan solamente una pequeña área de la superficie total de la viruta.

En el estudio actual, el grupo demostró por primera vez que es posible a la imagen y detecta las partículas virales individuales H1N1 con técnica superficial escritura de la etiqueta-libre del plasmonics en tiempo real. Esta técnica permitió hacer un promedio de la señal solamente en el área donde están presentes las partículas del virus, mejorando dramáticamente la exactitud de la medición.

Para estar seguras que las señales visuales observadas eran de hecho las de las partículas del virus H1N1 que ataban a sus anticuerpos asociados, las personas conducto tres experimentos separados. En el primer caso, un atascamiento permanente de partículas virales a la viruta oro-revestida unadorned fue observado. Después, el experimento fue relanzado después de aplicar el glicol de polietileno (ESPIGA) a la superficie del oro, que actúa para cegar la amortiguación no específica. En este caso, ningunas de las partículas del virus limitan a la superficie, sino que por el contrario, vagada libremente, obedeciendo el comportamiento al azar conocido como movimiento Browniano.

Finalmente, las partículas del virus fueron observadas en una viruta functionalized con los anticuerpos H1N1 con la ESPIGA aplicada. La partícula del virus visualizó el atascamiento reversible con sus contrapartes del anticuerpo, disociando de la manera característica de pares del virus-anticuerpo. “De esta manera, podríamos estar seguros que la detección es real el atascamiento de las partículas H1N1 a los anticuerpos,” Tao dice. “Que es el truco utilizamos para probar que podemos detectar específicamente un virus de la meta, las no otras moléculas o substancia en la solución, que también producirá una señal. La” confirmación Adicional vino de usar las partículas del virus de HCMV, que no pudieron atar con los anticuerpos de H1N1-specific.

Como notas de Wang del autor importante, otra ventaja de esta técnica exquisitamente sensible es que permiso la medición de Massachusetts viral. La masa se puede deducir de la intensidad de la señal óptica, que a su vez es proporcional al grado al cual la partícula perturba la onda superficial del plasmón. La técnica del grupo permite un límite de detección en masa hacia abajo al quadrillionth 1attogram-one de un gramo. “Hemos intentado activar proyección de imagen óptica escritura de la etiqueta-libre bastante más allá de límites convencionales,” Wang dice, agregando que el método permite la observación y la caracterización de entidades biológicas minúsculas en su estado natural.

Fuente: http://www.asu.edu/

Last Update: 12. January 2012 20:20

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