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Strumento analitico da contribuire ad individuare cancro

Gli scienziati lungamente hanno utilizzato i tubi di vetro ultra-fini conosciuti come i capillari per analizzare il trucco chimico delle sostanze. L'elettroforesi capillare chiamata, o il CE, il metodo applica l'alta tensione ai capillari e misurando la tariffa che i vari materiali muovono attraverso i capillari, i ricercatori possono identificare i diversi composti.

Un gruppo di ricercatori al Dipartimento per l'energia di Stati Uniti il laboratorio di Ames ha messo a punto un metodo chiamato gradienti multipli dinamici di equilibrio, DMEG in breve, che regola drammaticamente il trattamento, tenendo conto un importante crescita nella risoluzione sopra i metodi precedenti. Le applicazioni potenziali comprendono le scienze biologiche e biomediche del prodotto chimico, come pure nel controllo ambientale, nella rilevazione di guerra biologica, nella scoperta della droga ed in più.

“Questo metodo è hyperselective e possiamo progettarlo per mirare agli analiti specifici per la separazione,„ ha detto Ryszard Jankowiak, uno scienziato dell'anziano del laboratorio di Ames. “I gradienti di campo elettrico multipli funzionanti possono mettere a fuoco e muovere gli analiti verso la finestra di rilevazione ai tempi precisamente definiti, creanti l'impronta “prende le impronte digitali a„, che minimizza la probabilità dei falsi positivi.„

L'avanzamento permette di individuare le più piccole tracce di sostanze, quali i coniugati estrogeno-derivati ed i complessi del DNA in campioni fluidi umani che potrebbero servire da biomarcatori nella valutazione del rischio del petto e dei carcinoma della prostata. Infatti, questo ed altre tecnologie che sono diventati al laboratorio di Ames - biosensori ed a rappresentazione basata a fluorescenza - sono stati utilizzati nel lavoro con i ricercatori del cancro all'università di centro medico e di Johns Hopkins University del Nebraska per identificare un complesso specifico nell'urina dei pazienti di cancro al seno e della prostata e potrebbero piombo ancora ad individuazione tempestiva o all'indicazione del rischio di cancro.

A differenza dell'elettroforesi capillare tradizionale, il gruppo di Jankowiak, che include Yuri Markushin ed il dottorando Abdulilah Dawoud, usa soltanto la bassa tensione, intorno a 2kV o a di meno. Un'altra differenza ingombra la tensione è applicata. Gli elettrodi minuscoli microfabricated lungo le pareti dei capillari del tipo di capelli (o dei canali), in pratica creanti una griglia complessa degli elettrodi.

“Il tipo onde del dente di sega è applicato lungo il canale equipaggiato con gli elettrodi,„ Jankowiak spiega. “Gli elettrodi fungono dai condensatori e le forme d'onda applicate generano i campi elettrici. I gradienti di campo elettrico variabili mobili inducono la messa a fuoco e la separazione molto efficienti di analiti. Gli analiti si muovono lungo il capillare e tendono a concentrarsi ai vari gradienti di campo elettrico. Variando l'ampiezza dei gradienti di campo elettrico, questi punti di concentrazione possono essere regolati, rendendola facile separare ed identificare gli analiti specifici.„

Mentre la capacità di progettare e provare ad analiti specifici con maggior accuratezza traccia un grande salto in avanti nella tecnologia della separazione, DMEG ha un altro, possibilmente ancora la maggior capacità. Poiché il sistema può essere regolatoe per separare le sostanze specifiche e per concentrarle ai punti particolari mentre si muovono attraverso i capillari, può essere usato per creare i cristalli.

“Per raggiungere la cristallizzazione, abbiamo creato i gradienti di campo elettrico mobili di multiplo lungo il canale di cristallizzazione che può intrappolare, concentrarsi e muoversi ha fatto pagare le molecole (per esempio proteine) di interesse,„ Jankowiak ha detto. “Cioè facendo uso dell'approccio di DMEG, possiamo creare e gestire elettronicamente molte regioni localizzate di soprasaturazione che possono essere usate per produrre i cristalli.„

Una domanda potenziale di questo nuovo metodo della crescita dei cristalli è complessi fotosintetici per uso in celle solari/fotovoltaiche. Lo scoglio principale nel usando questi materiali è che devono essere sistemati nelle architetture che promuovono il trasporto dell'elettrone ed impediscono l'energia che spreca la ricombinazione. I complessi devono anche essere collegati con un materiale di conduzione per raccogliere l'energia. La crescita controllata offerta da DMEG può aiutare sormonta queste transenne.

Un'altra applicazione possibile è per desalinization di acqua di mare, facendo uso di DMEG per estrarre il sale. Appena recentemente, Jankowiak ha ricevuto una concessione dall'ufficio della ricerca navale e della NASA per perseguire la ricerca in questa area.