Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Uusi Nanoelektroniikkaa tekniikka voi korvata perinteisiä mikrolevy

Published on September 21, 2010 at 2:17 AM

Multi-welled mikrolevyjen, pitkä vakiomenetelmänä biolääketieteellisen tutkimuksen ja diagnostisissa laboratorioissa, voisi tulla menneisyyteen ansiosta uusien sähköisten biosensing kehittämä joukkue mikroelektroniikan insinöörejä ja biolääketieteen tutkijat Georgia Institute of Technology.

Pohjimmiltaan ryhmät pieniä koeputkia, mikrotiitterilevyillä on käytetty vuosikymmeniä samanaikaisesti testata useita näytteitä niiden vastaukset kemikaaleja, eläviä eliöitä tai aineita. Fluoresenssi tai värin muutoksia etiketit liittyviä yhdisteitä levyt voi signaalin läsnäolo erityisesti proteiineja tai geenisekvenssien.

Uusi sähköinen mikrolevy näkyy edessä tekniikalla on tarkoitus korvata, perinteiset mikrotiitterilevyjä.

Tutkijat toivovat voivansa korvata nämä mikrotiitterilevyt moderni mikroelektroniikan teknologian, kuten kertakäyttöiset ryhmät sisältää tuhansia sähköisiä kytketyt anturit voimakkaan signaalin signaalinkäsittelypiirit. Jos he ovat onnistuneita, tämä uusi sähköinen biosensing alusta voisi auttaa toteuttamaan unelmasi henkilökohtaisen lääketieteen tekemällä mahdollisimman reaaliaikaisen taudin diagnosointiin - mahdollisesti lääkärin toimistossa - ja auttamalla valitse yksilölliset hoitomenetelmät.

"Tämä teknologia voisi helpottaa uuden aikakauden henkilökohtaisen lääketieteen", sanoi John McDonald, johtava tutkija on Munasarjojen Cancer Institute Atlantassa ja professori Georgia Tech School of Biology. "Laite näin voitaisiin nopeasti havaita yksilöiden geenimutaatioita, jotka viittaavat syövän ja sitten määritellä, mikä olisi optimaalinen hoito. On olemassa paljon potentiaalia sovellukset tälle ei voi tehdä nykyistä analyyttisiä ja diagnostisia teknologiaa."

Olennaista uutta biosensing järjestelmä on kyky sähköisesti havaita merkkejä, jotka erottavat terveiden ja sairaiden solujen. Nämä merkit voivat olla eroja proteiineja, mutaatioita DNA tai jopa tiettyjä tasoja ioneja, joita esiintyy eri määriä syöpäsoluja. Tutkijat ovat havainneet yhä enemmän eroja kuin nämä, joita voisi hyödyntää luoda nopea ja edullinen sähköinen tutkimusmenetelmiä, jotka eivät ole riippuvaisia ​​perinteisten tarrat.

"Olemme koonneet useita uusia paloja nanoelektroniikan tekniikkaa luoda menetelmä tehdä asioita hyvin eri tavalla kuin mitä olemme tehneet", sanoi Muhannad Bakir, dosentti Georgia Tech School of sähkö-ja tietotekniikan. "Mitä olemme luomassa on uusi yleiskäyttöinen tunnistava alustan, joka hyödyntää parhaiten nanoelektroniikan ja kolmiulotteinen sähköisen järjestelmän integrointi uudistaa ja lisätä uusia sovelluksia vanha mikrotiitterilevyjä sovellus. Tämä on avioliitto elektroniikan ja molekyylibiologian. "

Kolmiulotteinen anturi paneelit ovat valmistettu käyttäen perinteisiä edullisia, ylhäältä alas mikroelektroniikan tekniikka. Vaikka nykyiset näytteen valmistus ja lastaus järjestelmiä voidaan joutua muuttamaan, uusi Biosensor taulukot tulee yhteensopiva nykyisten työnkulkujen tutkimus-ja diagnostisten labs.

"Haluamme tehdä näistä laitteista helppo valmistaa hyödyntämällä kaikkia edistystä mikroelektroniikan, mutta samalla ei merkittävästi muuttumassa käytettävyyttä kliinikon tai tutkija", sanoi Ramasamy Ravindran, tutkijakoulutuksen assistenttina Georgian Techin nanoteknologian tutkimuskeskus Center ja koulu sähkö-ja tietotekniikan.

Keskeisenä etuna alustan että tunnistus tehdään käyttäen edullisia, kertakäyttöisiä komponentteja, kun taas tietojenkäsittelyn ostot tehdään uudelleen perinteisen integroitujen piirien kytketty väliaikaisesti jono. Ultra-high density keväinen mekaanisesti yhteensopivaa liitintä ja edistyksellinen "läpi pii VIAS" tekee sähkökytkennät samalla teknikot tilalle Biosensor paneelit vahingoittamatta taustalla virtapiirejä.

Erottaminen tunnistus ja käsittely osia mahdollistaa valmistus voidaan optimoida kunkin laitteen, toteaa Hyung Suk Yang, tutkijakoulutuksen assistenttina myös työskentelevät nanoteknologian tutkimuskeskus. Ilman erottaminen, eri aineita ja prosesseja voidaan valmistaa antureita on hyvin rajoittunut.

Herkkyys pieniä sähköisiä antureita voi usein olla suurempi kuin nykyiset järjestelmät, ja se mahdollistaa sairaudet voidaan havaita aiemmin. Koska näyte kaivoista tulee olla merkittävästi pienempiä kuin nykyiset mikrotiitterilevyt - mahdollistaa pienemmässä koossa - he voisivat antaa lisää testausta voidaan tehdä tietyn näytteen tilavuus.

Teknologia voi myös helpottaa käyttöä ligandi-pohjainen tunnistus, joka tunnistaa erityisiä geneettisiä jaksoja DNA tai lähetti-RNA. "Tämä vaikuttaisi hyvin pian antaa meille viitteitä proteiineja, jotka ovat ilmaisseet, että potilas, joka antaa meille tietoa taudista valtion point-of-care", selitti Ken Scarberry, post doc-tutkijana McDonald laboratoriosta.

Toistaiseksi tutkijat ovat osoittaneet biosensing järjestelmän pii nanowire antureilla 16-hyvin laite rakennettu yhden sentin kerrallaan-senttinen siru. Nanolankojen, vain 50 70 nanometriä, erotteli munasarjasyövän solujen ja terveitä munasarjojen epiteelin soluja eri solujen tiheydet.

Silicon nanowire anturitekniikka voidaan samanaikaisesti havaita suuria määriä erilaisia ​​soluja ja biomateriaaleja ilman merkintöjä. Tämän lisäksi monipuolinen tekniikka, biosensing alustan mahtui monenlaisia ​​muita antureita - myös tekniikoita, jotka voivat vielä ole. Lopulta satoja tuhansia eri anturit voidaan sisällyttää kunkin siru, tarpeeksi nopeasti havaitsemaan merkkiaineita monenlaisia ​​sairauksia.

"Meidän foorumi idea on todella anturi agnostikko", sanoi Ravindran. "Se voisi käyttää paljon erilaisia ​​antureita, että ihmiset kehittyvät. Se antaisi meille mahdollisuuden koota paljon erilaisia ​​antureita yhteen siruun."

Geneettiset mutaatiot voivat aiheuttaa useita eri sairauksia, että voi vaikuttaa potilaan vaste sairauden tai lääkityksen, mutta nykyinen merkitty tunnistus menetelmiä on rajoitettu niiden kyky havaita paljon eri merkkejä samanaikaisesti.

Mapping yhden nukleotidin polymorfia (SNP), muunnelmia, noin 90 prosenttia ihmisen geneettinen vaihtelu, voidaan käyttää määrittämään potilaan taipumus sairauteen, tai niiden todennäköisyyttä hyötyvän erityisesti intervention. Uusi biosensing tekniikka voi mahdollistaa omaishoitajien tuottaa ja analysoida SNP karttoja point-of-care.

Vaikka monet teknisiä haasteita, kyky seuloa tuhansien sairauksien merkkiaineita reaaliajassa on biolääketieteen tutkijat kuten McDonald innoissaan.

"Tarpeeksi anturit siellä, et voi teoriassa laittaa kaikki mahdolliset yhdistelmät on array", hän sanoi. "Tämä ei ole pidetty mahdollista vasta nyt, sillä siellä array riittävän suuri havaitsemaan ne kaikki nykytekniikalla ei todennäköisesti ole mahdollista. Mutta mikroelektroniikan tekniikka, voit helposti sisällyttää kaikki mahdolliset yhdistelmät, ja että muuttaa asioita."

Lähde: http://www.gatech.edu/

Last Update: 3. October 2011 12:58

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit