בשנים האחרונות במדע הביולוגיה כבר נשלט על ידי הגנום, חקר גנים והפונקציות שלהם.
עידן הגנומיקה עכשיו עושה את הדרך לעידן של proteomics, חקר גנים המקודדים חלבונים. מחקר עתידי proteomics צריך לראות האצה משמעותית בפיתוח של מכשיר חדש, המספק ממשק מונוליטי הראשון בין ספקטרומטריית מסה סיליקון / סיליקה מבוססי microfluidic "מעבדה על שבב" טכנולוגיות. מכשיר זה חדש, שנקרא nanoelectrospray multinozzle מערך פולט, פותחה על ידי מדענים עם משרד החוץ האמריקני לורנס אנרגיה ברקלי המעבדה הלאומית (ברקלי).
"Proteomics הפך לכלי הכרחי במחקר הביולוגי, יהיה זה אבחון, הרפוי, Bioenergy או המחקר בתאי גזע, ו ספקטרומטריית מסה היא proteomics, המאפשר הטכנולוגיה," אמר Daojing וואנג, מדען עם חטיבת מדעי החיים המעבדה של ברקלי אשר מובילה את המחקר proteomics קבוצה והיה החוקר הראשי מאחורי הפיתוח של פולט nanoelectrospray multinozzle.
"מעבדה על שבב בטכנולוגיה יש פוטנציאל עצום למחקר proteomics," אמר וואנג, "אבל בשביל זה פוטנציאל להתממש במלואה, התקדמות גדולה מיקרופלואידיקה התממשקות עם ספקטרומטריית מסה היא זקוקה. למכשיר שלנו מספק ממשק זה."
וואנג פיידונג יאנג, רשות הננו מובילה עם היציקה מולקולרית ברקלי של אגף חומרים למדעים, וכן פרופסור לכימיה עם אוניברסיטת הקמפוס בברקלי קליפורניה, במשותף נייר על עבודה זו, אשר מתפרסם על ידי האגודה האמריקנית לכימיה ( ACS). העיתון, אשר זמין כעת בגרסה המקוונת. זכאי: "Emitters microfabricated Multinozzle מונוליטי עבור ספקטרומטריית מסה Nanoelectrospray".
מחברים אחרים של העיתון ACS היו Woong קים, בחור דוקטורט היציקה מולקולרית, וכן Mingquan גואו, בחור דוקטורט במחלקה למדעי החיים.
כאשר פרויקט הגנום האנושי הושלם בשנת 2003, נותן למדענים קטלוג מלא של ה-DNA האנושי, המאמץ הגדול הבא התמקד הגנומיקה, בזיהוי רצפי DNA כי קוד חלבונים, גנים aka. עם זיהוי של כל גן חדש, הדגש עובר בקביעת תפקוד ביוכימי של החלבונים הקשורים אליו.
כל התאים הביולוגיים בנויים מצבורים של חלבונים כי אינטראקציה עם חלבון מצבורים אחרים כמו רשת משוכלל, כוריאוגרפיה דק של מכונות תלויים זה בזה. זה מכונות biomolecular גם שולט כמעט בכל תהליך כימי בתוך תא, וצורות הרבה קישוריות המאפשרים לתאים לבוא יחד לתוך רקמות ואיברים. אחד הצעדים הראשונים במחקר proteomics היא לקבוע את זהות שינויים של חלבונים בודדים שמרכיבים תא או דגימת רקמה. האמצעי העיקרי לעשות זאת היא באמצעות ספקטרומטר מסה.
ספקטרומטרים המוניים להשתמש בשילוב של יינון ומגנטים להפריד בין המרכיבים פפטידים של חלבון. איתור וניתוח של הספקטרום הזה המונית לאחר מכן ניתן להשתמש כדי לזהות את החלבון ולכמת את נוכחותה מדגם. השיטה הפופולרית ביותר כיום עבור מייננת מרכיבים של חלבון עבור ספקטרומטריית מסה היא לנזל את החלבון ולשלוח אותו דרך הנימים טעונים, טכניקה המכונה יינון electrospray. אחד המועמדים הטובים ביותר לשילוב תפוקה גבוהה של תהליכי איתור וניתוח הוא ממשק ספקטרומטרים המונית עם טכנולוגיית מעבדה על שבב, שם נוזלים ביולוגיים מוצגים על גבי שבב המיקרו. עם זאת, ניתוח של חלבונים microfluidic כבר תהליך נפרד מן ספקטרומטריית מסה - עד עכשיו.
"שלנו הוא הדו"ח הראשון של ערוץ סיליקון / סיליקה microfluidic כי היא משולבת monolithically עם פולט nanoelectrospray multinozzle," אמר וואנג. "זו סוללת את הדרך לשילוב בקנה מידה גדול של ספקטרומטריית מסה מעבדה על שבב ניתוח מחקר proteomics."