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Outil d'analyse à aider à trouver le cancer

Les scientifiques ont longtemps utilisé des tubes de verre d'ultra-fin connus sous le nom de capillaires pour analyser le renivellement chimique des substances. L'électrophorèse capillaire appelée, ou le CE, la méthode s'applique la haute tension aux capillaires, et en mesurant le régime que les matériaux variés déménagent par les capillaires, les chercheurs peuvent recenser différents composés.

Un groupe de chercheurs au ministère de l'énergie des États-Unis le laboratoire d'Ames ont développé les gradients multiples dynamiques appelés d'un équilibre de méthode, DMEG pour faire court, qui règle avec précision spectaculaire le procédé, tenant compte d'une augmentation significative dans la définition au-dessus des méthodes précédentes. Les applications possibles comprennent les sciences de produit chimique, biologiques et biomédicales, ainsi que dans le contrôle de l'environnement, le dépistage de guerre biologique, la découverte de médicaments, et plus.

« Cette méthode est hyperselective et nous pouvons la concevoir pour viser les analytes spécifiques pour la séparation, » a dit Ryszard Jankowiak, un scientifique de sénior de laboratoire d'Ames. « Les gradients de champ électrique multiples fonctionnants peuvent orienter et déménager les analytes à l'hublot de dépistage aux heures avec précision définies, produisant la signature « empreintes digital, qui réduit à un minimum la probabilité des faux positifs. »

L'avance permet pour trouver les plus petites traces des substances, telles que les conjugués oestrogène-dérivés et des additifs d'ADN dans les échantillons liquides humains qui pourraient servir de biomarqueurs dans l'évaluation des risques du sein et des cancers de la prostate. En fait, ceci et d'autres technologies étant développés au laboratoire d'Ames - biocapteurs et représentation basée sur fluorescence - ont été employés dans le travail avec des chercheurs de cancer à l'université du centre médical et de l'Université John Hopkins du Nébraska pour recenser un additif spécifique dans l'urine des patients de prostate et de cancer du sein, et pourraient mener encore à un dépistage plus tôt ou à un signe du risque de cancer.

À la différence de l'électrophorèse capillaire traditionnelle, l'équipe de Jankowiak, qui comprend Yuri Markushin et étudiant de troisième cycle Abdulilah Dawoud, emploie seulement la basse tension, autour de 2kV ou de moins. Une autre différence est de la manière que la tension est appliquée. Des électrodes minuscules microfabricated le long des parois des capillaires cheveu cheveu (ou des glissières), essentiellement produisant un réseau complexe d'électrodes.

« Les ondes en dents de scie de type sont appliquées le long de la glissière équipée des électrodes, » Jankowiak explique. « Les électrodes agissent en tant que les condensateurs et les formes d'onde appliquées produisent des champs électriques. Les gradients de champ électrique variables mobiles induisent le centre et la séparation très efficaces des analytes. Les analytes déménagent le long du capillaire et tendent à se concentrer aux gradients de champ électrique variés. En variant l'amplitude des gradients de champ électrique, ces remarques de concentration peuvent être réglées avec précision, la rendant facile de séparer et recenser les analytes spécifiques. »

Tandis que la capacité de concevoir et déterminer les analytes spécifiques avec la grande précision marque un grand saut vers l'avant en technologie de séparation, DMEG a des des autres, probablement encore une capacité plus grande. Puisque le système peut être réglé avec précision pour séparer des produits spécifiques et pour les concentrer aux points précis pendant qu'ils déménagent par les capillaires, il peut être employé pour produire des cristaux.

« Pour réaliser la cristallisation, nous avons produit des gradients de champ électrique mobiles de multiple le long de la glissière de cristallisation qui peut enfermer, se concentrer, et déménager a chargé des molécules (par exemple protéines) d'intérêt, » Jankowiak a dit. « En d'autres termes, utilisant l'approche de DMEG, nous pouvons produire et électroniquement régler beaucoup de régions localisées de sursaturation qui peuvent être employées pour produire des cristaux. »

Une application possible pour cette méthode neuve de cristallogénèse est les composés photosynthétiques pour l'usage en cellules solaires/photovoltaïques. L'obstacle principal en employant ces matériaux est qu'ils doivent être arrangés dans les architectures qui introduisent le transport d'électron et évitent l'énergie gaspillant la recombinaison. Les composés doivent également être reliés avec du matériau de conduite afin de moissonner l'énergie. L'accroissement réglé offert par DMEG peut aider surmontent ces barrières.

Une autre application possible est pour le desalinization de l'eau de mer, utilisant DMEG pour extraire le sel. Juste récent, Jankowiak a été attribué une concession par le bureau de la recherche navale et de la NASA pour poursuivre la recherche dans cet endroit.