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Ferramenta analítica a ajudar a detectar o cancro

Os cientistas têm usado por muito tempo as câmaras de ar de vidro ultra-finas conhecidas como capilares para analisar a composição química das substâncias. A electroforese capilar chamada, ou o CE, o método aplicam a alta tensão aos capilares, e medindo a taxa que os vários materiais movem através dos capilares, os pesquisadores podem identificar compostos individuais.

Um grupo de pesquisadores no Ministério de E.U. do laboratório do Ames da Energia desenvolveu um método chamado os inclinações múltiplos dinâmicos do equilíbrio, DMEG para breve, que ajusta dramàtica o processo, permitindo um aumento significativo na definição sobre métodos precedentes. As aplicações potenciais incluem as ciências do produto químico, as biológicas e as biomedicáveis, assim como na monitorização ambiental, na detecção da guerra biológica, na descoberta da droga, e em mais.

“Este método é hyperselective e nós podemos projetá-lo visar analytes específicos para a separação,” disse Ryszard Jankowiak, um cientista do sénior do laboratório de Ames. “Os inclinações de campo elétrico múltiplos sendo executado podem focalizar e para mover os analytes para o indicador da detecção nas horas precisamente definidas, criando a assinatura “toma as impressões digitais”, que minimiza a probabilidade dos falsos positivos.”

O avanço torna possível detectar os traços os menores de substâncias, tais como os conjugado hormona-derivados e adutores do ADN nas amostras fluidas humanas que poderiam servir como biomarkers na avaliação de risco do peito e dos cancros da próstata. De facto, isto e outras tecnologias que estão sendo tornadas no laboratório de Ames - biosensors e imagem lactente fluorescência-baseada - foram usadas no trabalho com os pesquisadores do cancro na universidade do centro médico e da Universidade Johns Hopkins de Nebraska para identificar um adutor específico na urina de pacientes da próstata e de cancro da mama, e poderiam conduzir mesmo a uma detecção mais adiantada ou a uma indicação do risco de cancro.

Ao contrário da electroforese capilar tradicional, a equipe de Jankowiak, que inclui Yuri Markushin e aluno diplomado Abdulilah Dawoud, usa somente a baixa tensão, em torno de 2kV ou de menos. Uma outra diferença está na maneira que a tensão é aplicada. Os eléctrodos minúsculos microfabricated ao longo das paredes do cabelo-como capilares (ou canais), essencialmente criando uma grade complexa dos eléctrodos.

do “o tipo ondas Serra-dente é aplicado ao longo do canal equipado com eléctrodos,” Jankowiak explica. “Os eléctrodos actuam enquanto os capacitores e as formas de onda aplicadas geram campos elétricos. Os inclinações de campo elétrico variáveis moventes induzem a focalização e a separação muito eficientes de analytes. Os analytes movem-se ao longo do capilar e tendem-se a concentrar-se nos vários inclinações de campo elétrico. Variando a amplitude dos inclinações de campo elétrico, estes pontos da concentração podem ser ajustados, fazendo a fácil separar e identificar os analytes específicos.”

Quando a capacidade para projectar e testar para analytes específicos com maior precisão marcar um grande pulo para a frente na tecnologia da separação, DMEG tem outro, possivelmente mesmo maior capacidade. Porque o sistema pode ser ajustado para separar substâncias específicas e para as concentrar em pontos particulares enquanto se movem através dos capilares, pode ser usado para criar cristais.

“Para conseguir a cristalização, nós criamos inclinações de campo elétrico moventes do múltiplo ao longo do canal da cristalização que pode prender, para se concentrar, e se mover cobrou moléculas (por exemplo proteínas) do interesse,” Jankowiak disse. “Ou seja usando a aproximação de DMEG, nós podemos criar e electronicamente controlar muitas regiões localizadas de supersaturation que podem ser usadas para produzir cristais.”

Um pedido potencial para este método novo do crescimento de cristal é complexos fotossintéticos para o uso pilhas solares/fotovoltaicos. A escolho principal em usar estes materiais é que devem ser arranjados nas arquiteturas que promovem o transporte do elétron e impedem a energia que desperdiça a recombinação. Os complexos devem igualmente ser conectados com um material de condução a fim colher a energia. O crescimento controlado oferecido por DMEG pode ajudar supera estes obstáculos.

Uma outra aplicação possível é para o desalinization do seawater, usando DMEG para extrair o sal. Apenas recentemente, Jankowiak foi concedido uma concessão pelo escritório da pesquisa naval e da NASA para levar a cabo a pesquisa nesta área.