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Nanowires a pu être employé pour détecter des milliers de différents virus

Les scientifiques d'Université de Harvard ont constaté que des fils ultra-minces de silicium peuvent être employés pour trouver électriquement la présence des virus uniques, en temps réel, avec la sélectivité presque parfaite.

Ces détecteurs de nanowire peuvent également différencier parmi des virus avec la précision grande, proposant que la technique pourrait être écaillée jusqu'à produisent des choix miniatures facilement capables de détecter des milliers de différents virus.

Nanowires sont les structures unidimensionnelles, avec les seules propriétés électriques et optiques, qui sont employées comme synthons dans des dispositifs de nanoscale. Leur dimensionnalité inférieure signifie qu'ils montrent des effets de confinement de tranche de temps. Par exemple, le rétrécissement du diamètre de fil augmente son écartement de bande, comparé au matériau en vrac.

Les « virus sont parmi les causes les plus importantes de la maladie humaine et sont de préoccupation croissante en tant qu'agents possibles de la guerre biologique et bioterrorisme, » dit auteur Charles M. Lieber, professeur de Jr. de Hyman de repère de chimie dans la faculté de Harvard des arts et des sciences. « Notre travail prouve que des fils de silicium de nanoscale peuvent être configurés en tant que détecteurs ultra-sensibles qui tournent mise en marche/arrêt en présence d'un virus unique. Les capacités des détecteurs de nanowire, qui pourraient être façonnés dans des choix capables de trouver littéralement des milliers de différents virus, pourraient déclencher une ère neuve pour la diagnose, la sécurité biologique, et la réaction aux manifestations virales. »

Lieber et ses collègues ont fusionné des nanowires conduisant un petit courant avec des récepteurs d'anticorps pour certains domaines principaux des virus -- comme l'agglutinine dans le virus de la grippe A. Quand un virus individuel a entré en contact avec un récepteur, il a suscité un changement momentané et indicateur de la conductibilité qui a donné un signe clair de la présence du virus. Les mesures électriques et optiques simultanées utilisant la grippe fluorescent marquée A ont confirmé que ces modifications de conductibilité ont correspondu à gripper et à défaire des virus uniques des dispositifs de nanowire.

En plus de la grippe A, le groupe de Lieber a vérifié des choix de nanowire équipés des récepteurs spécifiques au paramyxovirus et à l'adénovirus. Les chercheurs ont trouvé que les détecteurs pourraient différencier parmi les trois virus les deux à cause des récepteurs spécifiques utilisés pour snag les et parce que chaque virus grippe à son récepteur pour une durée caractéristique avant le délogement -- laisser seulement un risque minuscule d'un relevé de faux positif.

« Le fait qu'un choix de nanowire peut trouver un virus unique signifie que cette technologie est l'éventuelle dans la sensibilité, » Lieber dit. « Nos résultats prouvent également que ces dispositifs peuvent discerner parmi des virus avec la sélectivité presque parfaite. »

Tandis qu'il y a beaucoup de voies pour que les chercheurs analysent des virus, soyez plus laborieux et approprié seulement dans des réglages de laboratoire. L'utilisation des nanowires fournit la vérification immédiate de la présence donnée d'un virus sans n'importe quelle manipulation biochimique spécialisée.

Lieber dit que des choix de nanowire pourrait être écaillé vers le haut de non seulement pour trouver beaucoup de différents virus, mais pour trouver également des tensions ainsi que des variantes courantes génétiquement conçues par les bios-terroriste potentiels. En rendant un choix sensible à de nombreux domaines d'un virus donné, les possibilités même d'un dépistage de évasion modifié de virus seraient très inférieures.

Dans un réglage clinique, la sensibilité extrême des choix de nanowire signifie qu'elles pourraient trouver le viral infection très aux stades précoces, quand le système immunitaire peut encore supprimer des populations de virus. C'est à cette étape d'activité virale que les sympt40mes commencent souvent à apparaître, mais avec des virus encore présents dans des numéros limités, il peut être difficiles trouver et les traiter.

Les choix de nanowire trouvent des virus suspendus en liquides, si corporel ou autrement. Lieber dit que n'importe quel dispositif d'anti-bio-terreur établi autour des capacités virus-trouvantes des nanowires marierait très probablement la technologie avec un appareil microfluidic qui entraînerait en air, suspendent toutes les particules dans l'atmosphère dans un liquide, et puis font fonctionner cette solution à travers le choix de nanowire.

Les co-auteurs de Lieber sont Fernando Patolsky, Gengfeng Zheng, Oliver Hayden, Melike Lakadamyali, et Xiaowei Zhuang, tous les départements de chimie et biologie de Harvard, physique, et Division chimiques du bureau d'études et des sciences appliquées. Le travail a été supporté par l'Agence de la défense pour les projets de recherche avancés, l'Institut national du cancer, la fondation médicale d'Ellison, le bureau de la recherche navale, et le programme de chercheur de Searle.