새로운 Nanoelectronics 기술은 기존 Microplate를 대체할 수

Published on September 21, 2010 at 2:17 AM

다중 거리 던걸 microplate, 생명 의학 연구 및 진단 실험실에서 오랫동안 표준 도구는 마이크로 일렉 트로닉스 엔지니어 및 기술의 조지아 연구소에서 생물 의학 과학자의 팀에 의해 개발된 새로운 전자 biosensing 기술에 과거 감사의 일이 될 수 있습니다.

본질적으로 작은 테스트 튜브의 배열, microplates 동시에 화학, 살아있는 생물이나 항체에 대한 답변에 대해 여러 개의 샘플을 테스트하기 위해 수십 년 동안 사용되었습니다. 접시에 화합물과 관련된 라벨의 형광 또는 색상 변경은 특정 단백질이나 유전자 시퀀스의 존재를 신호 수 있습니다.

새로운 전자 microplate 그것은 종래의 microplate를 대체하는 것을 목표로 기술의 앞에 표시됩니다.

연구팀은 강력한 신호 처리 회로에 연결되어 전자 센서 수천을 포함 일회용 배열을 포함한 최신 반도체 기술, 이러한 microplates를 대체할 수 있도록 최선을 다하겠습니다. 그들이 성공하면,이 새로운 전자 biosensing 플랫폼은 가능한 실시간 질병 진단함으로써 개인 의학의 꿈을 실현 도움이 될 - 가능성이 의사의 사무실에서 - 그리고함으로써 개별 치료 접근 방법을 선택합니다.

"이 기술은 맞춤 의학의 새 시대를 용이하게 도움이 될,"존 맥도날드, 수석 연구 아틀란타에있는 난소 암 연구소에서 과학자와 생물학의 조지아 기술 학교에 교수는 말했다. "이 같은 장치는 신속하게 그리고 암 지표이며 유전자 변이가 최적의 치료 될 결정 개인에 감지 수 있습니다. 현재 분석 및 진단 기술로 할 수없는 이런 잠재적인 응용 프로그램이 많이있다."

새로운 biosensing 시스템에 근본은 전자 건강하고 병에 걸린 세포를 구별할 마커를 감지하는 능력입니다. 이 표식은 단백질, DNA의 돌연변이 또는 암 세포에서 다른 금액에 존재하는 이온의 더 구체적인 수준에 차이가있을 수 있습니다. 연구팀은 기존 레이블에 의존하지 빠르고 저렴한 전자 탐지 기술을 만드는 데 악용될 수있다 이와 같은 점점 더 많은 차이를 발견하고 있습니다.

"우리는 우리가 무슨 일을하는지보다는 매우 다른 방식으로 일을하는 방법을 만들어 함께 nanoelectronics 기술의 여러 소설 조각을 넣어 가지고,"Muhannad Bakir, 전기 및 컴퓨터 공학과 조지아 테크의 학교에서 부교수는 말했다. "우리가 만드는 것은 nanoelectronics과 현대화와 기존 microplate 응용 프로그램에 새 응용 프로그램을 추가하는 입체 전자 시스템 통합의 최고의 활용 새로운 범용 센서 플랫폼입니다. 이것은 전자 제품과 분자 생물학의 결혼이다. "

3 차원 센서 어레이는 기존의 저비용, 하향식 마이크로 일렉 트로닉스 기술을 사용하여 가공하고 있습니다. 기존의 샘플 준비 및 로딩 시스템은 수정해야 할 수 있습니다 비록, 새로운 바이오 센서 배열 연구 및 진단 실험실에서 기존의 작업 흐름과 호환되어야합니다.

"우리는 동시에 크게 임상 또는 연구자에 대한 사용법을 변경하지 동안, 마이크로 일렉 트로닉스에서 만든 모든 발전을 활용하여 제조 이러한 장치는 간단하게하고 싶다"Ramasamy Ravindran 조지아 테크의 나노기술 연구에 대학원 연구 조교는 말했다 센터 및 전기 컴퓨터 공학과의 학부.

플랫폼의 주요 장점은 정보 처리가 배열에 일시적으로 연결된 재사용 가능한 기존의 집적 회로에 의해 수행되지만 감지가, 저비용 일회용 구성 요소를 사용 할 것입니다. 기술자가 기본 회로를 손상하지 않고 바이오 센서 배열을 바꿀 수 있도록하면서 초고 밀도 기계적으로 준수 커넥터 및 고급 "을 통해 - 실리콘 비아스"스프링처럼이 전기 연결을 할 것입니다.

감지 및 처리 부분을 분리하면 제조가 장치의 각 유형에 대해 최적화할 수 있도록, 형 석 양, 또한 나노 테크놀로지 연구 센터에서 근무 대학원 연구 조교는 메모. 분리하지 않고, 센서를 조작하는 데 사용할 수있는 재료와 프로세스의 종류는 심각하게 제한됩니다.

작은 전자 센서의 감도는 종종 잠재적 질병을 일찍 발견 수 있도록, 현재 시스템보다 큰 수 있습니다. 때문에 샘플 우물는 현재 microplates보다 현저히 작은 것입니다 - 작은 폼 팩터를 허용 - 그들은 더 많은 테스트가 주어진 샘플 볼륨 할 수 있도록 수 있습니다.

이 기술은 또한 DNA 또는 RNA 메신저에서 특정 유전자 시퀀스를 인식 리간드 기반 감지의 사용을 촉진 수 있습니다. "이것은 매우 빠르게 우리에게 우리에게 포인트의 케어의 질병 상태의 지식을 준 환자에 의해 표현되는 단백질의 표시를 잡을 수있을 테니까요"켄 Scarberry, 맥도날드의 실험실에서 박사 후 동료는 설명했다.

지금까지 연구자들은 한 cm 칩으로 한 센티미터에 내장된 16 잘 장치에 실리콘 nanowire 센서와 biosensing 시스템을 증명하고있다. 난소암 세포와 세포 밀도의 다양한에서 건강한 난소 상피 세포 사이에 차별화된 단지 나노 와이어, 70 나노미터 50.

실리콘 nanowire 센서 기술은 동시에 라벨없이 다른 세포와 biomaterials 많은 숫자를 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 아직 존재하지 않을 수 있습니다 기술을 포함하여 - 그 다양한 기술을 넘어, biosensing 플랫폼은 다른 센서의 광범위한 수용 수 있습니다. 궁극적으로, 다양한 센서의 수십만 충분히 빠르게 질병의 광범위한 마커를 감지, 각 칩에 포함되어 수 있습니다.

"우리의 플랫폼 아이디어는 정말 센서 불가 지론이다"Ravindran 고 말했다. "그것은 사람들이 개발하는 다양한 센서의 많은와 함께 사용할 수 있습니다. 그것은 우리에게 하나의 칩에 센서의 종류를 많이 모아 수있는 기회를 줄 겁니다."

유전자 변이는 질병이나 약물에 대한 환자의 반응에 영향을 미칠 수있는 다른 질병 상태의 다수를 가져올 수 있지만, 현재의 분류 감지 방식은 동시에 여러 개의 표지 중 큰 숫자를 감지하는 능력에 제한됩니다.

매핑 단일 염기 polymorphisms (SNPs), 인간의 유전 변이의 약 90 %에 계정이, 질병에 대한 환자의 성향, 또는 특정 개입에서 benefitting 자신의 가능성을 결정하는 데 사용할 수있는 변화. 새로운 biosensing 기술 보호자는 시점 관리에서 SNP지도를 생성하고 분석할 수 있도록 수 있습니다.

많은 기술적인 과제가 남아 있지만, 실시간으로 질병 마커 수천 화면으로 능력은 흥분 맥도날드 같은 생물 의학 과학자가 있습니다.

"거기에 충분한 센서를 사용하면 이론적으로 배열에있는 모든 가능한 조합을 넣는 수도있다"고 말했다. "이것은 가능한 고려되지 않은 지금까지 현재의 기술로 그들 모두를 감지하기에 충분한 배열이 큰 만드는 것은 아마 가능하지 않기 때문이다. 그러나 마이크로 일렉 트로닉스 기술로, 당신이 쉽게 가능한 모든 조합을 포함하고, 변경 일들 수 있습니다."

출처 : http://www.gatech.edu/

Last Update: 24. October 2011 21:54

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