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表面プラズモン共鳴顕微鏡は、H1N1ウイルスの粒子を検出するのに役立ちます

Published on August 25, 2010 at 2:12 AM

感染症との戦いでは、犯人を特定することが戦いの半分だ。今、研究教授Shaopeng Wangとアリゾナ州立大学Biodesign研究所からの彼の同僚は、個々のウイルス粒子を可視化するための新しい方法を説明します。彼らの研究は、これらの微小病原体のより詳細な理解への扉を開き、マイクロおよびナノスケールの現象の広範囲の研究を促進することがあります。

グループの調査結果は、全米科学アカデミー、高度なオンライン問題の8月23日の文集に表示されます。

感染の侵略者の検出と同定が診断、予防、およびこれらの巧みな病原体を制御するための努力にとって重要です。現在の研究では、やや大きくHCMVのウイルスと一緒に個々の新型インフルエンザウイルス粒子は、視覚的に表面プラズモン共鳴顕微鏡として知られている高解像度技術を使用して、初めてラベルフリーメソッドを介して検出された。

単一のウイルス粒子を識別することに加え、技術は特定の抗体に、ウイルスの表面の結合の研究を可能にします。批判的に、それも約3桁から4桁で、従来の方法に匹敵する検出限界は、粒子の質量の測定を可能にします。作業はNongjian(NJ)タオ、バイオエレクトロニクスおよびバイオセンサーのためのBiodesign研究所のセンターのディレクターの監督の下で実施された。

様々な方法が統計的に粒子のグループを評価するために、より多くの場合、単一のウイルスを捜すかするために使用されるエキゾチックなテクニックの数を引用し、ウイルス粒子、タオのノートの検出に適用されている。このような技術は価格で来ても、多くの場合、蛍光色素は、可視化の目的のために分子に固定されている。 "ラベルは、分子の機能の変化を引き起こす可能性のある、"タオは、さらにラベルの付いたメソッドが代わりに表示され、ウイルスの本質的な物理的特性の直接観察(例えば、質量を)許可されていないことを強調し、言うだけ合成ラベル付けサイト。

現在の研究では、表面プラズモン共鳴顕微鏡は、個々のウイルスの最初のラベルのない画像を生成、ウイルスやそれに関連する抗体の親和性の相互作用を調べるために使用されます。王が観察し、"この種の光イメージングは​​、水溶液中で、その天然の状態でウイルスを検出することができます。"以前は、このような微小粒子の分解能は、試料を固定し、検出は、真空下で実施しなければならない電子顕微鏡、に依存していた。

偏光が薄い金属層でコーティングされたバイオチップに当たると表面プラズモン共鳴が発生します。水の波と同様の方法で表面を横切って伝播する表面プラズモン波、に変換し、入射光子を吸収するチップの表面に波長、偏光、入射角、自由電子(または血漿)の右側の条件を与えられた。

このようなウイルス粒子などの分子は、チップの表面に相互作用するとき、彼らは光の反射率の測定可能な変化を引き起こし、これらの微妙なプラズモン波を混乱させることができる。この従来のアプローチは、騒音だけでなく、唯一の総チップ表面の小さな領域を占める検出された粒子を、レジスタが、通常は、これらの波の中断は、表面全体にわたって平均されています。

現在の研究では、グループはそれがイメージすることが可能であるとリアルタイムでラベルフリー表面プラズモニクス技術と個々のH1N1ウイルス粒子を検出することを初めて示した。この手法は、劇的に測定の精度を向上させる、唯一のウイルス粒子が存在する領域で信号の平均化を可能にした。

観測された視覚信号は実際にそれらに関連する抗体に結合H1N1ウイルス粒子のものであることを確信するために、チームは3つの別々の実験を行った。最初のケースでは、飾り気のない金でコーティングされたチップにウイルス粒子の恒久的な結合が観察された。次に、実験は非特異的吸着をブロックするように作用する金表面にポリエチレングリコール(PEG)を適用した後に繰り返した。この場合、表面に結合したウイルス粒子のいずれも、その代わりに、ブラウン運動として知られているランダムな動作に従うこと、自由にさまよっていません。

最後に、ウイルス粒子はPEGが適用された新型インフルエンザ抗体と官能チップ上に観察された。ウイルス粒子は、ウイルス抗体のペアの方法の特性の解離、その抗体のカウンターパートと可逆的結合を表示します。 "このように、我々は検出が実際に抗体に新型粒子の結合である特定のかもしれない、"タオ準教授は述べています。 "それは我々が具体的にも信号を生成する溶液中にターゲットのウイルス、他ではない分子や物質を検出できることを証明するために使用するトリックです。"追加の確認がH1N1と結合に失敗したHCMVのウイルス粒子を、使用してから来た特異的抗体。

執筆者王書いているように、この絶妙に敏感な技術のさらなる利点は、ウイルス量の測定を可能にすることです。質量は順番に粒子が表面プラズモン波を乱す程度に比例する光信号の強度から推測することができます。グループの技術は、質量の検出は、グラムの1attogram一兆分の下に制限することができます。 "我々はよく、従来の限界を超えてラベルフリー光イメージングをプッシュしようとしています、"とWang氏はメソッドは、その自然な状態で小さな生物学的実体の観察と特性評価を可能と付け加えている。

ソース: http://www.asu.edu/

Last Update: 5. October 2011 12:22

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