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Una Volta biologico il bacio delle molecole, un nuovo genere di biosensore può dire

Una nuova e tecnica ingannevolmente semplice è stata sviluppata dai chimici alla Vanderbilt University che può misurare le interazioni fra la libero fluttuazione, le molecole biologiche adenoide compreso le proteine, gli zuccheri, gli anticorpi, il DNA ed il RNA.

Quello è precisamente il genere di capacità stato necessario per sfruttare i nuovi viali della ricerca che sono stati aperti dallo sforzo anno più 15 per ordinare il genoma umano. Il DNA è la cianografia di tutte le creature viventi. Ma, appena poichè la cianografia di un bene immobile è molto più semplice della struttura reale, così ugualmente il DNA è ben più semplice della miriade delle molecole che compongono gli organismi viventi. Di conseguenza, gli scienziati hanno bisogno di nuovi metodi efficaci di studiare il comportamento reale di tutte queste molecole, specialmente come lavorano insieme.

Il nuovo metodo è chiamato interferometria di retrodiffusione (BSI). Splendendo un laser rosso gradisca quelli utilizzati in lettori di codici a barre di una in una camera microscopica e ripiena di liquido in cui due generi di molecole sono misti, lo strumento può misurare la concentrazione con cui reagiscono, anche quando le interazioni sono estremamente deboli. Infatti, i ricercatori hanno dimostrato che è abbastanza sensibile individuare il trattamento di folding proteico, riferiscono nel 21 settembre, l'emissione 2007 della Scienza del giornale.

“Le interazioni Molecolari sono il cuore stesso di biologia,„ dice il Professor di Chimica Darryl J. Bornhop, che ha diretto il processo di sviluppo di 12 anni.

“I Prodotti Farmaceutici dipendono dalle reazioni fra le proteine e le piccole molecole o fra le paia delle proteine o fra le interazioni fra RNA e DNA o le paia delle molecole del DNA. Così la capacità di misurare come quella accade è molto vantaggiosa.„

I membri del gruppo di ricerca di Bornhop sono studenti post-dottorato Joey Latham e Dmitry Markov; dottorando Amanda Kussrow; Henrik Sorenson, che è ora al Laboratorio Nazionale di Risø in Danimarca; e Socio di Ricerca Senior Richard Jones.

Il metodo rappresenta un'assolutamente nuova applicazione dell'interferometria, una tecnica potente quella associazioni si accende dalle sorgenti multiple per effettuare le misure precise. L'Interferometria è utilizzata in tutto da astronomia ad olografia alle indagini geodetiche a percorso inerziale.

La strumentazione richiesta per il nuovo biosensore è sorprendente modesta: un laser del elio-neon gradisce quelli utilizzati negli scanner della drogheria, in uno specchio, in un rivelatore del CCD come quelli utilizzati in macchine fotografiche digitali ed in un chip microfluidic di vetro speciale. Il chip contiene un canale circa un cinquantesimo la dimensione dei capelli umani. C'è “Y„ ad un'estremità che permette che i ricercatori iniettino simultaneamente due soluzioni, ciascuna che contiene un genere differente di molecola. È seguito da una sezione tortuosa che mescola i due.

Per Concludere, c'è una sezione diritta di osservazione in cui le interazioni sono misurate. Un raggio laser unfocused è diretto attraverso il canale a questo punto. Il raggio è avanti e indietro riflesso dentro il canale circa 100 volte. Ogni volta il raggio luminoso direzione il canale alcuno dell'indicatore luminoso è backup trasmesso allo specchio in cui è diretto verso il rivelatore. Là formano una riga di luce intermittente e di punti scuri chiamati un reticolo di interferenza.

Risulta che il reticolo di interferenza è molto sensibile a cui le molecole stanno facendo. Se le molecole cominciano ad attaccare insieme, per esempio, il reticolo comincia a spostarsi. Più forte la forza vincolante fra le molecole, più grande lo spostamento. Ciò permette che il sistema misuri le forze di interazione che variano un milione-popolare. Quello comprende l'intero intervallo delle forze vincolanti trovate nei sistemi viventi.

La ragione gli impianti del sistema è così bene ancora qualcosa di un mistero. I ricercatori sanno che risponde ai cambiamenti minuscoli nell'indice di rifrazione, che è una misura di quanto velocemente l'indicatore luminoso attraversa through il liquido nella camera confrontata alla sua velocità in un vuoto. Sospettano che riguarda la riorganizzazione nelle molecole di acqua che riguardano la superficie delle proteine: Quando due proteine reagiscono schiacciano le molecole di acqua dall'area dove legano insieme. Questo spostamento cambia la densità del liquido leggermente che, a sua volta, altera il suo indice di rifrazione.

Il BSI presenta alcuni vantaggi potenziali di costo confrontati alle tecniche correnti. “Il prezzo della strumentazione richiesta per il BSI è modesto e l'intero sistema potrebbe essere miniaturizzato facilmente ed integrato con “il laboratorio su un chip„ sistemi,„ dice Bornhop. È egualmente facile da adattarsi per l'operazione di alto-capacità di lavorazione: elaborando le centinaia o migliaia di campioni differenti allo stesso tempo, dice.

Vanderbilt ha fatto domanda per ed ha ricevuto due brevetti sul trattamento ed ha parecchi altri brevetti in registrazione. L'università ha emesso una licenza esclusiva sviluppare la tecnologia a Molecular Sensing, Inc. Bornhop è uno dei fondatori della partenza e servisce da suo scienziato principale. La società pianificazione sul completamento del sistema di prototipo questa caduta.

http://www.vanderbilt.edu/