癌を検出し、計算を改革することは表面上は少しがある互いにするべきそれどころか 2 つの挑戦、です。 すなわち、シャン語 Wang 物質科学および工学とスタンフォードの電気工学の助教授のような、 nanotechnologist でなければ。 彼に、問題は同じ磁石の棒の反対に同じ硬貨のもっと適切に双方、または、です。
「私達は電子工学そして生物学の広いアプリケーションを、ハードディスク・ドライブおよび磁気共鳴イメージ投射のようなであり、また今 nanoscale で磁気を適用する大きい潜在性が」見つけたがことを磁気がすべての材料の基本的な特性あることを長い間確認してしまいました Wang は先端材料のための Geballe の実験室で彼のオフィスのインタビューで言いました。
そこに Wang は癌のアドレス指定を助けるように小さい磁石の特性を - メートルの十億分の一のスケールで - 調整して、計算しています。 彼の研究グループの 1 部は癌と関連付けられる蛋白質を含む DNA そして蛋白質の超高感度の探知器を、開発しています。 彼の学生の何人かで、 Wang はまたそこの進歩が物理的な限定のためにもはや可能なとき 「spintronics の主前進をケイ素のマイクロエレクトロニクスを増加しか、または取り替えることができる」、新しい計算技術しています。
Wang の専門知識および有望な結果は今年発表される 2 つの研究所の彼に重要なメンバーをしました。 2 月 27 日に、蟹座のナノテクノロジーの卓越性 Wang の中心を確立するためにスタンフォードに 5 年に $20,000,000 を与えられる国立癌研究所は放射線学教授と Sanjiv Gambhir 指示します。 それから 3 月 9 日に、大学はキャンパス 3 カリフォルニア大学と Nanoelectronics の西部の協会、 UCLA で本部に置かれ、 spintronics の研究に専用されている中心を発表するために結合しました。
磁気の Wang の専門は磁界が磁気的に中立生物的設定の夜空の火炎信号のように際立っているので医学アプリケーションで特に重要です。 磁気は蛍光性、癌関連の蛋白質の検出に信号を送るための現在の標準より多くを立てます。 磁気変更を誘発するために癌のマーカーが作られることができたらそれは平均結果より敏感な癌の探知器の生産でもよい。 よりよい探知器によって、医者は出現癌を先に診断し、特定の処置が働いているかどうかすぐにわかることができます。
登録商標の MagArray の biodetection チップ Wang は、平方センチメートル半分のについてのそれぞれ構築しましたり、ターゲット蛋白質または DNA の繊維のための少しトラップのようです。 チップは磁気および生物学が一点に集中する 「強磁性回転弁」センサー、少し磁気的に敏感なプラットホームの整然としたアレイです。 他のマイクロアレイのように欠けます、それら働きます 「biorecognition 呼出される十分理解された現象の開発によって」。と 特定のターゲットは、蛋白質または DNA の繊維のような特定の蛋白質か補足 DNA の繊維とだけ、それぞれリンクします。 すなわち、 1 が右の 「餌提供すれば」、またはプローブを 1 つは血またはバイオプシーのサンプルのターゲットをつかまえることができます。
MagArray チップが付いている特定ターゲットの検出は最初にチップのセンサーにプローブを接続することを含みます。 センサーは、それぞれ幅メートルの百万番目よりより少し特に電気抵抗が特定の磁界の前で予想できる方法で変更するように設計されています。 サンプルは小さい 「microfluidic」管のシステムによってチップにそれからポンプでくまれます。 プローブはターゲットを捕獲します。 それからターゲットと結ぶ化学薬品で塗られる磁気的に敏感な nanoparticles はポンプでくまれます。 応用磁界の前で、 nanoparticles は自身のフィールド - 予想通りセンサーの抵抗を変更する種類 -- を出します。
nanoparticle がターゲットにリンクするとき、近さはセンサーの抵抗を変更します。 変更はターゲットの存在の明確なシグナルとしてコンピュータによって電気で読まれます。 2006 年 1 月のジャーナルセンサーおよびアクチュエーター A のペーパーでは、 Wang および共作者は生物的ターゲットおよびプローブなしで MagArray チップの簡単デモンストレーションの結果を出版しました。 それらはチップの抵抗の変更がチップのセンサーの nanoparticles の番号に正比例していることを示しました。 米国国防総省高等研究計画局によって資金を供給された調査の共作者は電気工学の名誉教授ロバート白、 Wang の前の博士課程の学生 Guanxiong 李のロバートウイルソンおよびネーダー Pourmand、およびブラウン大学教授 Shouheng 日曜日研究教授を含んでいます。
それらの実験をすること以来、 Wang および彼の現在の学生および共作者は biodetection のチップの効力を示すそれ以上の作業を、まだ出版されていないしました。 Wang および彼のチームは今胸および前立腺癌と関連付けられる蛋白質のためにテストすることを計画します。 研究者はいくつかの病気のために急速にテストできる手持ち型装置を作り出すことを向けます。 「医者のオフィスか緊急治療室に坐れば私達の最終目的、私達は 1 時間よりずっと低く時間以内に直接の診断を医者に」はと与えることです Wang は言います。 「である聖杯」。