Een nanotechnologie ontwikkeld door een universiteit van Buffalo professor konden de onderzoekers een moleculaire handtekening voor beide familiale en sporadische gevallen van amyotrofische lateraal sclerose (ALS), of Lou Gehrig's ziekte te identificeren.
Het is de eerste keer dat er een gemeenschappelijke moleculaire handtekening is gevonden bij patiënten met zowel familiale en sporadische gevallen, waar geen andere familieleden de ziekte hebben, van ALS.
De bevinding, gepubliceerd in juli in de Proceedings van de National Academy of Sciences, blijkt dat een peptide gevonden in een gen in het ruggemerg vloeistof is het gebruikelijk om patiënten met de ziekte.
Het werk werd gedaan door middel van een samenwerking van de UB chemici met wetenschappers bestuderen van ALS aan de California Pacific Medical Center Research Institute, de Johns Hopkins University, University of California in San Diego en de Universiteit van Pittsburgh.
Troy Hout, Ph.D., universitair hoofddocent van de chemie in College UB's van Kunsten en Wetenschappen en een co-auteur op het PNAS-papier, begon te werken met de ALS onderzoekers na een lezing in 2005 in New York State UB's Center of Excellence in bio-informatica en Life Sciences door Vishwanath R. Lingappa, Ph.D., een onderzoeksinstituut wetenschapper uit California Pacific.
Op voorstel van Bruce A. Holm, Ph.D., senior vice-proost en directeur van het Center of Excellence, Hout begon met Lingappa om een onbekende soort proteïne dat hij en zijn team hadden gevonden in nanogram hoeveelheden te identificeren (een miljardste van een gram) in het ruggemerg vocht bij ALS-patiënten.
Bij zulke lage hoeveelheden, Wood verklaarde, de standaard analytische chemie technologieën zijn van geen enkel nut.
"Alleen nanotechnologie in staat is om het identificeren van een soort in deze bedragen," zei hij. "Vanwege de minuut hoeveelheden analyt die aanwezig zijn in sommige monsters, nanospray technologieën, met name, waaruit blijkt wat wij noemen een peptide de massa van 'vingerafdruk' hebben ontpopt als een van de belangrijkste instrumenten op het gebied van proteomics. '
In het ALS onderzoek, de UB onderzoekers gebruikten trypsine, een enzym, te verteren of breken de onbekende analyt in kleine stukjes peptide dat de "vingerafdruk", die op hun beurt, stelt onderzoekers in staat om de soorten te identificeren door middel van massaspectrometrie vormen.
"De nanospray zender stelt u in staat om zeer lage volumes vloeistof verwerken dus je moet maar een paar microliter van het monster", zei Wood. "Zonder deze technologie, zou u milliliter - van een honderd tot duizend keer meer monster."
Zodra het trypsine spijsvertering is voltooid, wordt de vloeistof vervolgens geïnjecteerd door spuit in de nanoelectrospray emitter.
De nanospray emitter dat Wood ontwikkelde en gepatenteerde, genaamd "NiagaraFlow," dan de vloeistof ioniseert, veranderen in een zeer fijne nevel. Deze ionen kunnen dan worden geïdentificeerd door massa-spectrometrie, een analytische chemie techniek die analyten identificeert door hun massa.
Wanneer een elektrische potentiaal wordt toegepast, wordt het peptide uitgezonden als een fijne nevel van zeer kleine druppeltjes, die elk kleiner is dan een micron, een miljoenste van een meter.
"Omdat de spray wordt uitgezonden op zo'n laag tarief, 10 nanoliters per minuut, hadden we ongeveer honderd minuten waarin de massa-spectrometer kan gegevens verzamelen voordat het monster was uitgeput", zei Wood.