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Herramienta analítica a ayudar a descubrir el cáncer

Los científicos han utilizado de largo los tubos de cristal ultrafinos conocidos como capilares para analizar el maquillaje químico de substancias. La electroforesis capilar llamada, o el CE, el método aplica alto voltaje a los capilares, y midiendo el régimen que los diversos materiales mueven a través de los capilares, los investigadores pueden determinar composiciones individuales.

Un grupo de investigadores en el Ministerio de los E.E.U.U. de laboratorio de Ames de la Energía ha desarrollado un método llamado los gradientes múltiples dinámicos del equilibrio, DMEG para corto, que ajusta dramáticamente el proceso, teniendo en cuenta un aumento importante en la resolución sobre métodos anteriores. Los usos potenciales incluyen las ciencias de la substancia química, biológicas y biomédicas, así como en el control del medio ambiente, la detección de la guerra biológica, el descubrimiento de la droga, y más.

“Este método es hyperselective y podemos diseñarlo para apuntar los analitos específicos para la separación,” dijo a Ryszard Jankowiak, científico del mayor del laboratorio de Ames. Los “gradientes de campo eléctrico múltiples que se ejecutan pueden enfocar y mover los analitos a la ventana de la detección en las horas exacto definidas, creando la firma “toma las huellas dactilares”, que disminuye la probabilidad de positivos falsos.”

El avance permite descubrir los trazos más pequeños de substancias, tales como las conjugaciones estrógeno-derivadas y aducciones de la DNA en las muestras flúidas humanas que podrían servir como biomarkers en la evaluación de riesgos de los cánceres del pecho y de próstata. De hecho, esto y otras tecnologías que eran convertida en el laboratorio de Ames - biosensores y proyección de imagen fluorescencia-basada - se han utilizado en trabajo con los investigadores del cáncer en la universidad del centro médico y de la Universidad John Hopkins de Nebraska para determinar una aducción específica en la orina de los enfermos de cáncer de la próstata y del pecho, y podrían llevar incluso a la detección anterior o a la indicación del riesgo de cáncer.

A diferencia de electroforesis capilar tradicional, las personas de Jankowiak, que incluye a Yuri Markushin y estudiante de tercer ciclo Abdulilah Dawoud, utilizan solamente la baja tensión, alrededor de 2kV o menos. Otra diferencia está de la manera que el voltaje es aplicado. Los electrodos minúsculos microfabricated a lo largo de las paredes del pelo-como capilares (o canales), esencialmente creando una rejilla compleja de electrodos.

el “tipo ondas del Sierra-diente es aplicado a lo largo del canal equipado con los electrodos,” Jankowiak explica. “Los electrodos actúan mientras que los capacitores y las formas de onda aplicadas generan campos eléctricos. Los gradientes de campo eléctrico variables móviles inducen el enfoque y la separación muy eficientes de analitos. Los analitos se mueven a lo largo del capilar y tienden a concentrar en los diversos gradientes de campo eléctrico. Variando la amplitud de los gradientes de campo eléctrico, estos puntos de la concentración se pueden ajustar, haciéndola fácil separar y determinar los analitos específicos.”

Mientras que la capacidad de diseñar y de probar para los analitos específicos con mayor exactitud marca un salto grande adelante en tecnología de la separación, DMEG tiene otro, posiblemente incluso mayor capacidad. Porque el sistema se puede ajustar para separar substancias específicas y para concentrarlas en los puntos determinados mientras que se mueven a través de los capilares, puede ser utilizado para crear cristales.

“Para lograr la cristalización, creamos gradientes de campo eléctrico móviles del múltiplo a lo largo del canal de la cristalización que puede atrapar, concentrar, y moverse cargó las moléculas (e.g proteínas) del interés,” Jankowiak dijo. “Es decir usando la aproximación de DMEG, podemos crear y controlar electrónicamente muchas regiones localizadas de sobresaturación que se puedan utilizar para producir cristales.”

Un uso potencial para este nuevo método del incremento cristalino es complejos fotosintéticos para el uso en células solares/fotovoltaicas. El escollo mayor al usar estos materiales es que deben ser arreglados en las configuraciones que ascienden transporte del electrón y previenen la energía que pierde la recombinación. Los complejos se deben también interconectar con un material de conducto para cosechar la energía. El incremento controlado ofrecido por DMEG puede ayudar vence estos obstáculos.

Otro uso posible está para el desalinization del agua de mar, usando DMEG para extraer la sal. Apenas recientemente, Jankowiak ha sido concedido una concesión por la oficina de la investigación naval y de la NASA para perseguir la investigación en esta área.