Nanoelectronics の新しい技術は慣習的な Microplate を取り替えることができます

Published on September 21, 2010 at 2:17 AM

複数の湧き出させた microplate は、長く生物医学的な研究および診断の実験室の標準ツール、ジョージアの技術協会でマイクロエレクトロニクスエンジニアおよび生体科学者のチームが開発した新しい電子 biosensing 技術のおかげで過去のの事になることができます。

基本的に小さい試験管、 microplates のアレイは長年に渡って同時に化学薬品、生きている有機体または抗体への応答のために多重サンプルをテストするのに使用されていました。 版の混合物と関連付けられるラベルの蛍光性またはカラー変更は特定蛋白質または遺伝子シーケンスの存在に信号を送ることができます。

新しい電子 microplate は取り替えることを向ける技術慣習的な microplate の前に示されています。

研究者はたくさんの強力な信号処理の回路部品に接続される電子センサーを含んでいる使い捨て可能なアレイを含む現代マイクロエレクトロニクスの技術とこれらの microplates を、取り替えることを望みます。 彼らが成功していたら、この新しい電子 biosensing プラットホームは可能なリアルタイムの病気の診断 - 可能性としては医者のオフィスで - と選り抜き個性化された治療上のアプローチを助けることによって個人化された薬の夢の実現を助けてもよい。

「この技術個人化された薬の新しい時代の促進を助けることができます」は生物学のジョージアの技術の学校のアトランタの卵巣癌の協会でジョンマクドナルド、主な研究の科学者および教授を言いました。 「このような装置は個人ですぐに癌を表している検出し、次に最適の処置はであるもの定めることができます遺伝子の突然変異を。 現在の分析的な、診断技術と」。することができないこれのための多くの潜在的なアプリケーションがあります

新しい biosensing システムへの基礎は電子的に健全な、病気にかかったセルの間で区別するマーカーを検出する機能です。 これらのマーカーは蛋白質の相違、 DNA の突然変異また更に癌細胞の異なった量にあるイオンの特定のレベルであることができます。 研究者は相違をように慣習的なラベルに頼らない速く、安価な電子検出の技術を作成するのに開発できるこれらますます見つけています。

「私達はずっと私達がしている何を非常に違った方法で事をするための方法をより作成するために nanoelectronics の技術の複数の新しい部分を」、言いました、 Muhannad Bakir をジョージアの技術の電気およびコンピューター工学の学校の助教授まとめました。 「古い microplate のアプリケーションに新規アプリケーションを近代化し、追加するのに nanoelectronics および三次元電子システム統合のベストを利用する新しい一般目的の感知がプラットホームであるか私達が作成している何。 これはです電子工学および分子生物学の結婚」。

三次元センサーのアレイは慣習的な低価格の、トップダウンのマイクロエレクトロニクスの技術を使用して製造されます。 既存のサンプル準備およびローディングシステムが修正されなければならないかもしれないけれども新しいバイオセンサーのアレイは研究および診断の実験室の既存の作業の流れと互換性がありますべきです。

「私達は同時に臨床医または研究者のためのかなり変更の有用性」、間マイクロエレクトロニクスでなされるすべての前進の利用によって製造しこれらの装置をやすくさせたいと思いますジョージアの技術のナノテクノロジーの研究所の Ramasamy Ravindran、大学院の研究助手および電気およびコンピューター工学の学校を言いました。

プラットホームの主利点はアレイに一時的に接続された再使用可能で慣習的な集積回路によってされることを情報処理間感知が低価格、使い捨て可能なコンポーネントを使用してされることです。 根本的な回路部品を傷つけないでバイオセンサーのアレイを取り替えることを技術者を許可している間超高度の密度のばねそっくりの機械的に対応コネクターおよび進められた 「によケイ素 vias」は電気接続をします。

感じ、処理の部分を分けることは製造が各タイプの装置、ノート Hyung Suk ヤンのまたナノテクノロジーの研究所ではたらいている大学院の研究助手のために最適化されるようにします。 分離なしで、製造するのに使用することができるプロセスおよび材料の種類はセンサーひどく限られています。

小さい電子センサーの感度は頻繁に先に検出されるように可能性としては病気がする現在のシステムより大きい、場合もあります。 サンプル井戸が大幅に小さいよりので現在の microplates のそれら - より小さい形式要素を許可します - より多くのテストがある特定のサンプルボリュームとされるようにすることができます。

技術はまた配位子ベースの使用を促進できまそれを認識します DNA または伝令RNA の特定の遺伝シーケンスを感じます。 「これは非常にすぐに私達にポイントの心配で私達に病気の州の知識を与える、その患者によって表現されている蛋白質の徴候を」、説明されたケン Scarberry、マクドナルドの実験室の博士研究員与えます。

これまでは、研究者は 1 センチメートルチップによって 1 センチメートルで構築される 16-well 装置のケイ素の nanowire センサーが付いている biosensing システムを示しました。 いろいろな細胞密度で卵巣癌のセルと健全な卵巣の上皮細胞を区別される 70 ナノメーターにつき nanowires、ちょうど 50。

ケイ素の nanowire のセンサー技術が同時にラベルなしで多数の異なったセルおよび生体材料を検出するのに使用することができます。 その多目的な技術を越えて、 biosensing プラットホームは - まだないかもしれない技術を含む…他のセンサーの広い範囲を取り扱うことができます。 最終的に、数十万台の異なったセンサーは各チップ、急速に病気の広い範囲のためのマーカーを検出する十分で含まれることができます。

「私達のプラットホームの考え実際に不可知論センサーです」は Ravindran を言いました。 「それは人々が発達させている多くの異なったセンサーによって使用できます。 それは与えます私達に多くの異なった種類の単一チップのセンサーをひとつにまとめる機会を」。

遺伝の突然変異は病気または薬物への患者の応答に影響を与えることができるが分類される流れは多数の異なったマーカーを同時に検出する機能で方法を感じること限定されます多数の異なった病気の州の原因となる場合があります。

単一のヌクレオチドの多形をマップして (SNPs)、人間の遺伝の変化のおよそ 90% を占める変化が、病気のための患者の傾向、か特定の介在からの寄与の可能性を定めるのに使用できます。 新しい biosensing 技術は介護者がポイントの心配で SNP のマップを作り出し、分析することを可能にすることができます。

多くの技術的な挑戦が残るけれども、たくさんのリアルタイムの病気のマーカーのために選別する機能にマクドナルドのような生体科学者が刺激しましたあります。

「そこの十分なセンサーと、アレイに論理上すべての可能な組合せを置くことができます」と彼は言いました。 「これはアレイを十分に大きく現在の技術とのそれらをすべて検出するにはさせることがおそらく実行可能ではないので可能今まで考慮されませんでした。 しかしマイクロエレクトロニクスの技術と、容易にすべての可能な組合せを含むことができその変更します事を」。

ソース: http://www.gatech.edu/

Last Update: 12. January 2012 02:29

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