檢測癌症和重創計算是表面上有一點的二個挑戰,如果有任何要執行的彼此。 即,除非您是像撣人 Wang,材料學和工程副教授的一 nanotechnologist 和在斯坦福的電氣工程。 對他來說,問題更加易於是同一枚硬幣的雙方或者,在同一塊磁鐵的極對面。
「我們長期知道磁性是所有材料一個根本屬性,并且它找到在電子和生物的寬應用,像硬盤驅動器和磁反應想像,但是也有巨大潛在現在適用磁性在 nanoscale」, Wang 在接受採訪時說在他的辦公室在高級材料的 Geballe 實驗室。
那裡 Wang 調整微小的磁鐵的特性 - 在等級十億分之一分之一儀表 - 幫助解決癌症和計算。 他的研究小組的一部分開發脫氧核糖核酸和蛋白質一臺超靈敏的探測器,包括蛋白質與癌症相關。 他的一些學員, Wang 也做在 「spintronics 的關鍵預付款」,可能增添或替換硅微電子學的一種新的計算技術,當那裡進展不再是可能的由於實際限制時。
Wang 的專門技術和有為的結果做他今年宣佈的一名重要成員二個研究中心。 在 2月 27日,被授予斯坦福的國家癌症學會 $20 百萬在五年期間設立巨蟹星座納米技術優秀 Wang 的中心指揮與放射學 Sanjiv Gambhir 教授。 然後在 3月 9日,這所大學加入與三加州大學校園宣佈 Nanoelectronics 西部學院,中心總部設在加州大學洛杉磯分校和投入 spintronics 研究。
因為一個磁場引人注意像在夜空的一片火光在磁性中立生物設置,在磁性的 Wang 的專業是特別重要的在醫療應用。 磁性比熒光,發信號的癌症關連的蛋白質的檢測當前標準突出更多。 那平均值,如果癌症標記可能做觸發磁性更改,這個結果可能是一臺更加敏感的癌症探測器的生產。 更好的探測器,醫生可能及早診斷湧現的癌症和快知道一種特殊處理是否運作。
標有商標的 MagArray biodetection 籌碼 Wang 編譯,其中每一大約半每平方厘米,是像目標蛋白質或脫氧核糖核酸子線的一點陷井。 籌碼是順序的一些 「磁性和生物聚合的鐵磁空轉閥門」傳感器,少許磁性敏感平臺。 像其他微陣列切削,他們從事在利用稱 「biorecognition 的一種瞭解現象旁邊」。 特定目標,例如蛋白質或脫氧核糖核酸子線,與特定蛋白質或補充脫氧核糖核酸子線只將鏈接,分別。 換句話說,一可能捉住在血液或切片檢查法範例的一個目標,如果一个提供正確的 「誘餌」,或探測。
一個特殊目標的檢測與 MagArray 籌碼的首先介入附有探測在這個籌碼的傳感器。 傳感器,其中每一個較少比寬百萬分之一分之一的儀表,特殊地被設計,以便他們的電阻將更改用一個可預測的方式在一個特殊磁場面前。 這個範例然後抽在這個籌碼上通過微小的 「microfluidic」管道系統。 探測獲取目標。 然後磁性抽在與這個目標將結合的化學製品塗上的敏感 nanoparticles。 在一個應用的磁場面前, nanoparticles 散發他們自己的域 - 可預言地將更改傳感器的阻力的種類。
當納米顆粒與這個目標時鏈接,其接近度更改傳感器的阻力。 更改由計算機電子讀作為這個目標的出現的一個清楚的信號。 在日記帳傳感器和致動器 A 的一份文件在 2006年 1月, Wang 和合作者發布了 MagArray 籌碼的簡化的演示的結果,不用生物目標和探測。 他們向顯示在阻力上的變化在籌碼是正比例的對 nanoparticles 的數量在籌碼的傳感器的。 研究的合作者,由國防高級研究計劃局資助,包括電氣工程榮譽退休教授羅伯特白色, Wang 的前博士生 Guanxiong 李,研究員羅伯特威爾遜和納德 Pourmand 和布朗大學 Shouheng 星期日教授。
從執行那些實驗, Wang 和他的當前學員和合作者完成了進一步工作,未出版,展示籌碼的效力與 biodetection 的。 Wang 和他的小組現在計劃測試對於蛋白質與乳房和前列腺癌相關。 研究員打算導致可能迅速地測試對於一定數量的疾病的一個手持式設備。 「我們的最終目標是,如果您在醫生的辦公室或一間急救室坐,我們在時期內提供這位醫生以第一手診斷低於一時數」, Wang 說。 「是聖杯」。