En varios campos incluyendo el control del medio ambiente, la fabricación de la comida, y la investigación biomédica, la capacidad de realizar mediciones exactas es dominante a una variedad de estudios.
Haber de imagen: Conecte el mundo/Shutterstock.com
Mientras que es suficiente hacer solamente una única medición a veces, por ejemplo la supervisión de la glucosa en un paciente diabético, algunos estudios requiera las mediciones de analitos múltiples.
A lo largo de los años, las tecnologías sofisticadas capaces de realizar mediciones múltiplexes se han desarrollado por este motivo incluyendo las cromatografías de gas, HPLCs, y los espectrómetros de masas.
Una nueva tecnología potente que puede hacer el equipo complejo de las mediciones múltiples requeridas por varios diversos campos es el microarray de la fibra óptica.
Microarrays de la fibra óptica - una reseña de la tecnología
Hay limitaciones a los métodos contemporáneos de la medición cuando está hecho frente con la necesidad de mediciones exactas múltiples de un sistema complejo. Limitaciones espectroscópicas y cromatográficas de la demostración debido al hecho de que una mezcla compleja pueda contener los analitos que recubren en sus propiedades espectroscópicas y de la separación.
Los Microarrays no tienen tales limitaciones. Un microarray típico, o la “laboratorio-en-uno-viruta”, comprende un substrato con varios diversos puntos de enlace (características) depositados en él. El substrato usado puede ser de cristal, silicio, nylon, o una variedad de plásticos.
Cada característica tiene una especificidad obligatoria única que permita que analizans los analitos múltiples en una mezcla sean separados de uno a y secuencialmente. Sobre atar, un cambio de la señal ocurre en la característica, que se descubre vía un mecanismo de la transducción. La señal puede ser óptica, electroquímica, térmica, o un cambio en Massachusetts.
En un microarray fibroóptico, las fibras ópticas se utilizan como el substrato del microarray, así como método de detección. Las fibras ópticas se hacen de dos diversos tipos de cristal; un cristal de la base rodeado por un revestimiento de cristal que tiene un índice más inferior de la refracción.
Esto permite que la fibra transmita la luz sobre distancias largas con poca atenuación. La muestra se inmoviliza en un extremo de una fibra óptica, después varias fibras, cada uno con una diversa antena de muestra inmovilizada en su extremo, se lían juntas.
Cuando un ligand ata a la antena, la emisión de la fluorescencia es accionada y descubierta por una cámara CCD.
Usos de los microarrays de la fibra óptica
Los microarrays de la fibra óptica se han aplicado a muchos diversos proyectos de investigación con objetivos diagnósticos múltiples. Algunos usos de la tecnología incluyen la detección de la especie algácea dañina del lingote, del análisis de proteínas, de la migración de la célula, y del análisis de la DNA.
Análisis de la proteína
Un análisis de la detección de la proteína basado en análisis inmunes enzima-conectados del absorbente (ELISA) se puede adaptar a un formato del microarray de la fibra óptica inmovilizando un anticuerpo de la captura en la superficie de un microbead y colocando el microbead en el extremo de la fibra óptica. El anticuerpo de la detección que lleva el fluoróforo entonces atará al anticuerpo de la captura, activando una emisión fluorescente.
Migración de la célula
Los microarrays de la fibra óptica se pueden utilizar para los análisis de la migración de la célula inmovilizando las proteínas del objetivo (fibronectin y colágeno) que habilitan la adherencia de célula. Los extremos de la antena entonces se lavan con las células del fibroblasto etiqueta con un tinte fluorescente. La emisión de una señal fluorescente ocurre cuando las substancias anti-migratorias están presentes en las células.
Análisis de la DNA
La tecnología del microarray de la fibra óptica es común aplicaciones en el análisis de la DNA. Las antenas de una sola fila de la DNA se sujetan a las microesferas y se ponen a los extremos de las fibras ópticas. Las muestras de una sola fila fluorescente etiqueta de la DNA entonces se colocan en el microarray, y las fibras ópticas se vigilan para la fluorescencia. Los cabos complementarios de la DNA cruzarán por hibridación el uno al otro, mostrando que la serie de la DNA del objetivo está presente en la muestra.
Detección de la especie algácea dañina del lingote
Los lingotes algáceos liberan las toxinas que pueden amenazar a recursos costeros incluyendo pescados y otros organismos. En un estudio, un microarray de la fibra óptica fue utilizado para descubrir organismos el causar de los lingotes algáceos dañinos (HABs) usando el ARN ribosomal de varias especies del objetivo inmovilizadas en microesferas para crear una antena de la captura y puestas en un microarray. Los investigadores entonces desarrollaron un immunoensayo del bocadillo que fue aplicado al microarray y utilizado para descubrir organismos de HAB.
Nariz artificial
De acuerdo con el sistema olfativo mamífero que tiene diversos atados de las células capaces de reconocer diversos olores, esta aproximación única a detectar óptico se ha desarrollado estos últimos años.
Las narices electrónicas han estado alrededor por más de tres décadas que emplean un arsenal de sensores cruz-reactivos. Sin embargo, estos sistemas tienen una desventaja importante: reproductibilidad. Mientras que tienen que ser en un cierto plazo regularmente reemplazado debido a la baja de la sensibilidad, los sistemas del detector tienen que, en efecto, ser reciclados cada vez pues el microarray no se puede reproducir exactamente cada vez.
Las narices artificiales microarray-basadas fibra óptica emplean un tinte solvatochromic adicional a las microesferas que sea fluorescente en diversas longitudes de onda cuando se descubren ciertos olores. Después de que un período inicial del “entrenamiento” para el microarray que implica la exposición a un alcance de los analitos del vapor, los algoritmos se utilicen para acumular una biblioteca (efectivo una “memoria ") de olores y de su reacción del socio en el microarray. Los algoritmos empleados son de muchos diversos tipos, pero entran ampliamente en dos categorías: vigilado y no supervisado. Las narices artificiales microarray-basadas fibroópticas son uno mismo-codificación.
Una biblioteca de microesferas con las diversos composiciones y perfiles se distribuye aleatoriamente a través del extremo grabado el ácido de una fibra óptica para acumular la nariz artificial. Se reconocen diversos perfiles temporales de la reacción y utilizado para correlacionar la posición de las microesferas respecto al arsenal y sabido una vez, el microarray se utiliza para los propósitos analíticos.
El decodificar, mientras que aún es necesario, es mucho más simple con una nariz artificial microarray-basada fibroóptica que métodos más tradicionales, que hace este sistema mucho más seguro y más reproductivo.
En conclusión
Los microarrays de la fibra óptica son una nueva frontera dinámica en la medición de los sistemas moleculares, biológicos, y ambientales complejos que están ofreciendo aún más datos seguros para una variedad de industrias que maneras más contemporáneas del análisis tienen defectos en ofrecer.
Es probable que continúen ser desarrollados en el futuro, trayendo nuevas maneras de recopilar la información vital sobre mezclas complejas de analitos en sistemas biológicos y químicos durante muchos años para venir.
Fuentes
Further Reading