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Única partícula que rastrea en biología

la búsqueda de la Único-partícula (SPT) es una técnica rápidamente que se convierte en biología celular. Esta técnica se ha utilizado para definir la dinámica de la difusión de nanoparticles y de biomoléculas, con el uso de antenas fluorescentes y de la microscopia fluorescente.

Por KPWangkanontHaber de imagen: KPWangkanont/Shutterstock

Principio

En el SPT, la antena se sujeta a la molécula del interés, tal como un organelo, virus, o un receptor de ver las características individuales de la molécula.

Las moléculas pueden obrar recíprocamente estocástico con otras moléculas o estructuras celulares, que ayuda en la distinción de los diversos procesos estocásticos de una molécula.

Métodos de búsqueda del SPT

La detección de la partícula se puede realizar por el método del seguimiento manual y automático. El método manual es necesitando mucho trabajo y es a veces difícil donde se requieren los grupos de datos grandes.

En esta situación, los programas informáticos del SPT se utilizan para generar los algoritmos automatizados para descubrir y conectar una partícula. Las diversas antenas fluorescentes que se utilizan en el SPT son descritas más abajo.

Puntos de Quantum

Los puntos de Quantum se consideran las antenas fluorescentes eficientes como son más photostable que otros tintes y antenas orgánicos. Esto les toma una decisión ideal para los experimentos a largo plazo del SPT y los usos vivos de la célula.

Proteínas fluorescentes

Aunque las proteínas fluorescentes son hechas altamente específicas por la ingeniería genética, son más grandes y menos photostable comparadas a los fluorophores orgánicos de la pequeño-molécula.

Fluorophores orgánicos de la pequeño-molécula

Los fluorophores orgánicos de la pequeño-molécula son preparados por la etiqueta química de proteínas o físicamente incorporándolas en la molécula del objetivo.

Fluorophores orgánicos de la pequeño-molécula

Los nanoparticles del oro tienen una talla de pequeña partícula el colocar a partir del dos a 100 nanómetro y no muestran ninguna citotoxicidad. Visualizan propiedades fuertes de la dispersión luminosa en la longitud de onda de la resonancia del plasmón.

Otras antenas fluorescentes

Aparte de éstos, muchas antenas fluorescentes se han desarrollado usando nanoparticles. Un ejemplo de tal antena es los nanotubes único-emparedados del carbono (SWNT).

SWNTs es más estable (químicamente y photophysically) que fluorophores orgánicos. Otra antena es el nanodiamond fluorescente (FND) que está extremadamente provechosamente para in vivo la proyección de imagen.

La ventaja de FND es que son no tóxicos y photostable y sus superficies se pueden modificar para agregar a diversos grupos funcionales para desplegar su uso sobre una región espectral amplia.

Búsqueda de procedimiento en el SPT

La ventaja principal de los puntos del quantum, los nanoparticles del oro, y FNDs son que son resistentes a photobleaching.

El procedimiento de búsqueda implica la detección de únicas partículas y la reconstrucción de la trayectoria de la partícula en cada marco para la cuantificación del movimiento molecular. Los parámetros importantes son el tiempo del coeficiente de difusión, el tiempo del arresto, y tiempo de vivienda.

Limitaciones del SPT

Algunas de las entregas vistas durante la reconstrucción de la trayectoria de la partícula son el aspecto de una única trayectoria como trayectorias hechas fragmentos y la detección de otra sonda en las células non-transfected.

Sin embargo, estos problemas pueden ser limitados usando antenas de la densidad inferior de la partícula y de los algoritmos manuales parciales para la reconexión.

Usos del SPT

Analizar actividad celular

El SPT se ha utilizado para entender diversas actividades en las células vivas tales como la acción terapéutica de drogas anticáncer, del lanzamiento de la droga, del único-virus que rastreaba, del estudio del mRNA, del estudio del endocytosis y de la exocitosis, y del estudio del transporte del receptor de la membrana.

Por ejemplo, el SPT se ha utilizado con éxito en la comprensión del camino y del mecanismo del transporte de receptores adrenérgicos en tiempo real en únicas células vivas.

Virología

También los han utilizado con éxito para estudiar diversos virus tales como VIH y dengue. Usando microscopia fluorescente en tiempo real y antenas fluorescentes lipofílicas, fue demostrado que el virus de dengue incorporó las células con el tráfico endocytic clathrin-mediado.

Fuentes:

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Last Updated: Oct 3, 2018

Deepthi Sathyajith

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Deepthi Sathyajith

Deepthi spent much of her early career working as a post-doctoral researcher in the field of pharmacognosy. She began her career in pharmacovigilance, where she worked on many global projects with some of the world's leading pharmaceutical companies. Deepthi is now a consultant scientific writer for a large pharmaceutical company and occasionally works with News-Medical, applying her expertise to a wide range of life sciences subjects.

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