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Ajudas De Superfície da Microscopia da Ressonância do Plasmon Para Detectar Partículas do Vírus H1N1

Published on August 25, 2010 at 2:12 AM

Na guerra contra a doença infecciosa, identificar o culpado é metade da batalha. Agora, o professor Shaopeng Wang da pesquisa e seus colegas do Instituto de Biodesign na Universidade Estadual do Arizona, descrevem um método novo para visualizar partículas individuais do vírus. Sua pesquisa abre a porta a uma compreensão mais detalhada destes micróbios patogénicos minúsculos, e pode promover o estudo de uma escala larga fenômenos de micro e do nanoscale.

Os resultados do grupo aparecem nas Continuações do 23 de agosto da Academia das Ciências Nacional, edição em linha avançada.

A Detecção e a identificação de invasores infecciosos são críticas para que os esforços diagnostiquem, impeçam, e controlem estes micróbios patogénicos hábeis. No estudo actual, as partículas individuais do virus da gripe H1N1, junto com o vírus um tanto maior de HCMV foram detectadas visualmente com um método etiqueta-livre pela primeira vez, usando uma tecnologia de alta resolução conhecida como a microscopia de superfície da ressonância do plasmon.

Além do que a identificação de únicas partículas do vírus, a técnica permite o estudo do emperramento de superfície dos vírus aos anticorpos específicos. Crìtica, igualmente permite a medida da massa da partícula, com métodos convencionais de rivalidade de limite de detecção por três a quatro ordens de grandeza. O trabalho foi conduzido sob a supervisão de Nongjian (NJ) Tao, director do Centro do Instituto de Biodesign para a Bioelectrónica e os Biosensors.

Os Vários métodos foram aplicados para a detecção de partículas do vírus, notas de Tao, mencionando um número de técnicas exóticas usadas para caçar mais frequentemente únicos vírus ou, para avaliar estatìstica grupos de partículas. Frequentemente, as tinturas fluorescentes são afixadas às moléculas com a finalidade do visualização, embora tais técnicas vêm a preço. “A etiqueta pode causar uma mudança na função da molécula,” Tao diz, mais adicional forçando isso métodos etiquetados não permite a observação directa de características físicas intrínsecas (por exemplo, massa) dos vírus, indicando pelo contrário, simplesmente os locais sintètica etiquetados.

No estudo actual, a microscopia de superfície da ressonância do plasmon é usada para examinar interacções da afinidade dos vírus e de seus anticorpos associados, produzindo as primeiras imagens etiqueta-livres de vírus individuais. Enquanto Wang observa, “a imagem lactente óptica deste tipo pode detectar um vírus em seu estado nativo, na solução aquosa.” Previamente, a definição de tais partículas minúsculas teve que confiar na microscopia de elétron, onde as amostras devem ser fixas e detecção realizadas sob um vácuo.

A ressonância De Superfície do plasmon ocorre quando a luz polarizada golpeia um biochip revestido com uma camada metálica fina. Dado as condições direitas do ângulo do comprimento de onda, da polarização e de incidente, os elétrons livres (ou o plasma) na superfície da microplaqueta absorvem os fotão do incidente, convertendo os nas ondas de superfície do plasmon, que propagam através da superfície de um modo similar às ondas na água.

Quando as moléculas tais como partículas do vírus interagem na superfície da microplaqueta, podem interromper estas ondas subtis do plasmon, causando uma mudança mensurável na reflectividade clara. Normalmente, estes rompimentos da onda são calculados a média sobre a superfície inteira, embora esta aproximação convencional registra o ruído assim como as partículas detectadas, que ocupam somente uma área pequena da superfície total da microplaqueta.

No estudo actual, o grupo demonstrou pela primeira vez que é possível à imagem e detecta as partículas H1N1 virais individuais com técnica de superfície etiqueta-livre do plasmonics no tempo real. Esta técnica permitiu um cálculo da média do sinal somente na área onde as partículas do vírus estam presente, melhorando dramàtica a precisão da medida.

A fim estar certa que os sinais visuais observados eram certamente aqueles das partículas do vírus H1N1 que ligam a seus anticorpos associados, a equipe conduziu três experiências separadas. No primeiro caso, um emperramento permanente de partículas virais à microplaqueta ouro-revestida unadorned foi observado. Em Seguida, a experiência foi repetida após ter aplicado o glicol de polietileno (PEG) à superfície do ouro, que actua para obstruir a absorção não específica. Neste caso, nenhumas das partículas do vírus limitam à superfície, mas pelo contrário, vagueada livremente, obedecendo o comportamento aleatório conhecido como o movimento Brownian.

Finalmente, as partículas do vírus foram observadas em uma microplaqueta functionalized com os anticorpos H1N1 com o PEG aplicado. A partícula do vírus indicou o emperramento reversível com suas contrapartes do anticorpo, separando-se na maneira característica de pares do vírus-anticorpo. “Desta maneira, nós poderíamos estar certos que a detecção é realmente o emperramento das partículas H1N1 aos anticorpos,” Tao diz. “Que é o truque nós usamo-nos para mostrar que nós podemos especificamente detectar um vírus do alvo, as não outras moléculas ou substância na solução, que igualmente produzirá um sinal. ” A confirmação Adicional veio de usar as partículas do vírus de HCMV, que não ligaram com os anticorpos de H1N1-specific.

Como notas de Wang do autor principal, um benefício mais adicional desta técnica exquisitely sensível é que permite a medida da massa viral. A massa pode ser pressupor da intensidade do sinal óptico, que é por sua vez proporcional ao grau a que a partícula perturba a onda de superfície do plasmon. A técnica do grupo permite um limite de detecção em massa para baixo ao quadrillionth 1attogram-one de um relvado. “Nós tentamos empurrar bem a imagem lactente óptica etiqueta-livre além dos limites convencionais,” Wang diz, adicionando que o método permite a observação e a caracterização de entidades biológicas minúsculas em seu estado natural.

Source: http://www.asu.edu/

Last Update: 12. January 2012 20:16

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