普渡大學研究員發展了評定細胞電子活動并且能够得到 60 倍在一个的更多數據讀比的生物芯片對當前技術是可能的。
在近期中,生物芯片可能加速科學研究,可能加速肌肉和神經紊亂的藥物發展像癲癇症和幫助創建更加有生產力的莊稼種類。
「而不是執行每天的一個實驗,像經常這個案件,此技術被自動化和能够執行數百實驗在一天」的教授說馬歇爾 Porterfield,導致開發這個籌碼的這個小組農業和生物工程。
設備運轉在評定離子的濃度旁邊 -- 微小的荷電粒子 -- 他們輸入并且退出細胞。 這個籌碼可能記錄在微芯片的流體充盈的毛孔內臨時地被密封的 16 個活細胞的這些濃度。 使用每個細胞四個電極,這個籌碼傳送 64 同時,數據的持續來源。
此另外的數據允許對蜂窩電話活動的更加深刻的理解與當前技術,比較只評定在一個細胞之外的一點,并且不可能同時記錄, Porterfield 說。 這個籌碼直接地也記錄離子含量,无需危害細胞,而現時方法不可能直接地檢測特定離子,并且典型地被學習的細胞在這個進程中被毀壞,他說。 因為他們增長,有幾個好處對保留活細胞,他說,例如能進行另外的測試或監控他們。
「用於研究實驗室的當前技術是非常慢的,并且困難」, Porterfield 說,相信新的籌碼可能幫助開發介入離子通道故障,例如癲癇症和慢性痛苦的人力紊亂的藥物。 大約 15% 的當前藥物在離子活動開水道得,他說的發展影響,并且他們的發展由當前技術的更加緩慢的步幅限制。 生物芯片將允許研究員生成在短的時間的更多數據,因而加速評估潛在的藥物和他們不同的作用的全部的進程對離子通道。
離子通道是特別重要的在肌肉和神經細胞,他們實現通信和電信號調用從一個細胞到下。
在內 10 由10 毫米籌碼 -- 一角錢的粗礪範圍 -- 細胞被密封在 16 個金字塔形毛孔裡面,被分析,可以原封然後被去除。 因為技術不殺害細胞,它可能用於篩選,并且識別不同的莊稼線路, Porterfield 說。
「例如,假設您是對需要較少肥料的開發的玉米種類感興趣」,他說。 「如果您有與高氮氣使用效率相關基因的圖書館 -- 因而做工廠需要較少氮氣肥料 -- 您可能變換一個組與這些基因的玉米細胞然後篩選每個細胞確定最高效。 然後您可能培養需要這種最少肥料的那個,而不是放很多不同的基因到數百工廠和等待他們增長,當前執行」。
除潛在的儲蓄之外及時和貨幣, Porterfield 說這個籌碼允許他執行否則是不可能的研究。 他最近進行了關於 「嘔吐彗星的研究」,美國航空航天局用於的一架高飛的研究飛機的昵稱簡要模擬失重。 這個實驗分析了對工廠發展的重力的作用,設法解決謎語工廠如何確定哪個方式 「上升」。
「我們開展了與這個籌碼的研究,當我們在墨西哥灣時的拋物線飛行,再次去從二次地球的重力失重」,他說。 「绝对没有办法此實驗可能完成,不用此籌碼」。
分析的細胞的電子活動當前技術,稱 「夾緊的補丁程序」,使用微小的電子探測被查看在顯微鏡下。 技術在 1991年獲取了其發明者醫學的諾貝爾獎和生理。
「它要求很多技術,并且手眼睛協調」, Porterfield 說補丁程序夾緊。
這個籌碼,另一方面,被自動化并且可能在將來大量生產。 這樣一個可用的籌碼比補丁程序夾緊可能記錄大量多數據,他說。
離子通道和泵在細胞膜間的電子潛在設立一個區別,細胞使用創建能源和調用電信號。 通過裡裡外外快速允許離子,他們為在肌肉、神經元和胰島素版本發生從胰臟細胞的迅速蜂窩電話更改,種類是有用的。
這個籌碼可能當前檢測不同的離子的各自的級別。 Porterfield 相信那與那些修改,然而,這個籌碼能立即評定多個離子和執行更加最新機能例如電子刺激細胞與一個電極,當記錄與保持的三時的回應。
由於離子通道是神經系統的一個突出的功能和在別處,他們是藥物的一個普遍的目標。 例如,利多卡因和 Novocain 瞄準鈉通道。 本質上,某些最有力的毒液和毒素運作在阻攔這些通道旁邊,包括某一蛇和番木鱉碱毒液。
Porterfield 的籌碼技術上分類為 「細胞電生理學實驗室在籌碼」。 設備在日記帳傳感器和致動器的一個條款進一步被描述,被發布在線本月并且預定出現於打印編輯在 11月。
http://www.purdue.edu/