普渡大学研究员发展了评定细胞电子活动并且能够得到 60 倍在一个的更多数据读比的生物芯片对当前技术是可能的。
在近期中,生物芯片可能加速科学研究,可能加速肌肉和神经紊乱的药物发展象癫痫症和帮助创建更加有生产力的庄稼种类。
“而不是执行每天的一个实验,象经常这个案件,此技术被自动化和能够执行数百实验在一天”的教授说马歇尔 Porterfield,导致开发这个筹码的这个小组农业和生物工程。
设备运转在评定离子的浓度旁边 -- 微小的荷电粒子 -- 他们输入并且退出细胞。 这个筹码可能记录在微芯片的流体充盈的毛孔内临时地被密封的 16 个活细胞的这些浓度。 使用每个细胞四个电极,这个筹码传送 64 同时,数据的持续来源。
此另外的数据允许对蜂窝电话活动的更加深刻的理解与当前技术,比较只评定在一个细胞之外的一点,并且不可能同时记录, Porterfield 说。 这个筹码直接地也记录离子含量,无需危害细胞,而现时方法不可能直接地检测特定离子,并且典型地被学习的细胞在这个进程中被毁坏,他说。 因为他们增长,有几个好处对保留活细胞,他说,例如能进行另外的测试或监控他们。
“用于研究实验室的当前技术是非常慢的,并且困难”, Porterfield 说,相信新的筹码可能帮助开发介入离子通道故障,例如癫痫症和慢性痛苦的人力紊乱的药物。 大约 15% 的当前药物在离子活动开水道得,他说的发展影响,并且他们的发展由当前技术的更加缓慢的步幅限制。 生物芯片将允许研究员生成在短的时间的更多数据,因而加速评估潜在的药物和他们不同的作用的全部的进程对离子通道。
离子通道是特别重要的在肌肉和神经细胞,他们实现通信和电信号调用从一个细胞到下。
在内 10 由10 毫米筹码 -- 一角钱的粗砺范围 -- 细胞被密封在 16 个金字塔形毛孔里面,被分析,可以原封然后被去除。 因为技术不杀害细胞,它可能用于筛选,并且识别不同的庄稼线路, Porterfield 说。
“例如,假设您是对需要较少肥料的开发的玉米种类感兴趣”,他说。 “如果您有与高氮气使用效率相关基因的图书馆 -- 因而做工厂需要较少氮气肥料 -- 您可能变换一个组与这些基因的玉米细胞然后筛选每个细胞确定最高效。 然后您可能培养需要这种最少肥料的那个,而不是放很多不同的基因到数百工厂和等待他们增长,当前执行”。
除潜在的储蓄之外及时和货币, Porterfield 说这个筹码允许他执行否则是不可能的研究。 他最近进行了关于 “呕吐彗星的研究”,美国航空航天局用于的一架高飞的研究飞机的昵称简要模拟失重。 这个实验分析了对工厂发展的重力的作用,设法解决谜语工厂如何确定哪个方式 “上升”。
“我们开展了与这个筹码的研究,当我们在墨西哥湾时的抛物线飞行,再次去从二次地球的重力失重”,他说。 “绝对没有办法此实验可能完成,不用此筹码”。
分析的细胞的电子活动当前技术,称 “夹紧的补丁程序”,使用微小的电子探测被查看在显微镜下。 技术在 1991年获取了其发明者医学的诺贝尔奖和生理。
“它要求很多技术,并且手眼睛协调”, Porterfield 说补丁程序夹紧。
这个筹码,另一方面,被自动化并且可能在将来大量生产。 这样一个可用的筹码比补丁程序夹紧可能记录大量多数据,他说。
离子通道和泵在细胞膜间的电子潜在设立一个区别,细胞使用创建能源和调用电信号。 通过里里外外快速允许离子,他们为在肌肉、神经元和胰岛素版本发生从胰脏细胞的迅速蜂窝电话更改,种类是有用的。
这个筹码可能当前检测不同的离子的各自的级别。 Porterfield 相信那与那些修改,然而,这个筹码能立即评定多个离子和执行更加最新机能例如电子刺激细胞与一个电极,当记录与保持的三时的回应。
由于离子通道是神经系统的一个突出的功能和在别处,他们是药物的一个普遍的目标。 例如,利多卡因和 Novocain 瞄准钠通道。 本质上,某些最有力的毒液和毒素运作在阻拦这些通道旁边,包括某一蛇和番木鳖碱毒液。
Porterfield 的筹码技术上分类为 “细胞电生理学实验室在筹码”。 设备在日记帐传感器和致动器的一个条款进一步被描述,被发布在线本月并且预定出现于打印编辑在 11月。
http://www.purdue.edu/