Τα τελευταία χρόνια, η επιστήμη της βιολογίας έχει κυριαρχείται από τη γονιδιωματική, η μελέτη των γονιδίων και των λειτουργιών τους.
Η γονιδιωματική εποχή κάνει τώρα τον τρόπο για την εποχή της η πρωτεϊνωματική, η μελέτη των πρωτεϊνών που κωδικοποιούν τα γονίδια. Η μελλοντική έρευνα πρωτεϊνωματική θα πρέπει να δούμε μια σημαντική επιτάχυνση με την ανάπτυξη μιας νέας συσκευής που παρέχει το πρώτο μονολιθικό διεπαφή μεταξύ φασματομετρία μάζας και πυριτίου / διοξείδιο του πυριτίου με βάση microfluidic «lab-on-a-chip» τεχνολογίες. Η νέα αυτή συσκευή, που ονομάζεται nanoelectrospray multinozzle σειρά εκπομπών, αναπτύχθηκε από τους επιστήμονες με το αμερικανικό υπουργείο Lawrence Berkeley Ενέργειας National Laboratory (Berkeley Lab).
«Proteomics έχει γίνει απαραίτητο εργαλείο στη βιολογική έρευνα, είτε πρόκειται για τη διάγνωση, θεραπευτική, η βιοενέργεια και την έρευνα των βλαστοκυττάρων, και φασματομετρίας μάζας είναι η πρωτεϊνωματική, επιτρέποντας την τεχνολογία», δήλωσε ο Daojing Wang, ένας επιστήμονας με τη Ζωή Τμήμα Επιστημών Berkeley Lab, ο οποίος ηγείται της έρευνας πρωτεϊνωματική ομάδα και ήταν ο κύριος ερευνητής πίσω από την ανάπτυξη της εκπομπός nanoelectrospray multinozzle.
"Lab-on-a-chip τεχνολογία έχει τεράστιες δυνατότητες για την πρωτεϊνωματική έρευνα», δήλωσε ο Wang, "αλλά αυτό το δυναμικό για να επιτευχθεί πλήρως, ένα μεγάλο βήμα προς διασυνδέεται μικρορευστομηχανικών με φασματομετρία μάζας είναι αναγκαία. Συσκευή μας παρέχει ότι διεπαφή."
Wang και Peidong Yang, ένας κορυφαίος νανοεπιστημών αρχή με Μοριακής Foundry Berkeley Lab και Υλικών Τμήμα Επιστημών, καθώς επίσης και ένας καθηγητής χημείας στο Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ στην Καλιφόρνια πανεπιστημιούπολη, συνέγραψε ένα έγγραφο σχετικά με αυτό το έργο η οποία δημοσιεύθηκε από την American Chemical Society ( ACS). Το έγγραφο, το οποίο είναι πλέον διαθέσιμο στην on-line έκδοση. έχει τίτλο: «Μικροδιατάξεις Μονολιθικά εκπομπούς Multinozzle για Φασματομετρίας Μάζας nanoelectrospray."
Άλλοι συγγραφείς του χαρτιού ACS ήταν Woong Kim, ένας μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο μοριακό Χυτήριο, και Mingquan Guo, ένας μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Τμήμα Επιστημών Ζωής.
Όταν το Πρόγραμμα του Ανθρώπινου Γονιδιώματος ολοκληρώθηκε το 2003, δίνοντας στους επιστήμονες μια πλήρη κατάλογο του ανθρώπινου DNA, η επόμενη μεγάλη προσπάθεια επικεντρώθηκε στην γονιδιωματική, τον προσδιορισμό αλληλουχιών DNA που κωδικοποιούν, γνωστός και ως πρωτεΐνες, τα γονίδια. Με τον εντοπισμό του κάθε νέο γονίδιο, η έμφαση μετατοπίζεται προς τον προσδιορισμό των βιοχημικών λειτουργία του σχετίζεται με τις πρωτεΐνες του.
Όλα τα βιολογικά κύτταρα κατασκευάζονται από συγκεντρώσεις των πρωτεϊνών που αλληλεπιδρούν με άλλα συσσωματώματα πρωτεϊνών, όπως ένα περίτεχνο, τέλεια χορογραφία δίκτυο της αλληλεξάρτησης μηχανές. Τα μηχανήματα αυτά βιομοριακής ελέγχει, επίσης, σχεδόν σε κάθε χημική διαδικασία μέσα σε ένα κύτταρο, και αποτελεί ένα μεγάλο μέρος της συνδεσιμότητας που επιτρέπουν τα κύτταρα να έρθουν μαζί σε ιστούς και όργανα. Ένα από τα πρώτα βήματα στην πρωτεϊνωματική έρευνα είναι να προσδιοριστεί η ταυτότητα και τις τροποποιήσεις των επιμέρους πρωτεΐνες που συνθέτουν ένα κελί ή δείγμα ιστού. Το κύριο μέσο για να γίνει αυτό είναι μέσω της φασματομετρία μάζας.
Φασματογράφοι μάζας χρησιμοποιούν ένα συνδυασμό ιονισμού και μαγνήτες για να διαχωρίσετε πεπτίδια συστατικό μιας πρωτεΐνης. Ανίχνευση και ανάλυση του φάσματος αυτού μάζας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της πρωτεΐνης και την ποσοτικοποίηση της παρουσίας της σε ένα δείγμα. Η πιο δημοφιλής τεχνική σήμερα για ιονίζουσας συστατικά μιας πρωτεΐνης για τη φασματομετρία μάζας είναι η υγροποίηση των πρωτεϊνών και να το στείλετε μέσω ηλεκτρικά φορτισμένα τριχοειδών αγγείων, μια τεχνική γνωστή ως ιονισμό ηλεκτροψεκασμού. Ένας από τους καλύτερους υποψηφίους για την υψηλή απόδοση ολοκλήρωση των διαδικασιών ανίχνευσης και ανάλυσης είναι η διασύνδεση της φασματογράφοι μάζας με lab-on-a-chip τεχνολογία, όπου τα βιολογικά υγρά εισήγαγε πάνω σε ένα τσιπ μικροεπεξεργαστή. Ωστόσο, microfluidic ανάλυση των πρωτεϊνών έχει μια ξεχωριστή διαδικασία από τη φασματομετρία μάζας - μέχρι τώρα.
"Το δικό μας είναι η πρώτη έκθεση ενός καναλιού microfluidic πυριτίου / διοξείδιο του πυριτίου που είναι ενσωματωμένο μονωμένες με ένα πομπό nanoelectrospray multinozzle", δήλωσε ο Wang. "Αυτό ανοίγει το δρόμο για την ενσωμάτωση μεγάλης κλίμακας φασματομετρία μάζας και lab-on-a-chip ανάλυση πρωτεϊνωματική έρευνα."