הרכבה עצמית ריאגנטים עם צבעים מתכווננת בהירות לאפשר תיוג מרובב, הדמיה מיקרוסקופית

מדריך הרכבת מיטת עץ לבד - בסיס מזרון להרכבה עצמית או מיטה מוכנה מראש (יולי 2019).

Anonim

החוקרים הביו-רפואיים מבינים את תפקודי המולקולות שבתאי הגוף בפירוט רב יותר על ידי הגדלת הרזולוציה של המיקרוסקופים שלהם. עם זאת, מה מפגר מאחור הוא היכולת שלהם בו זמנית לדמיין את המולקולות השונות רבות לתווך תהליכים מולקולריים מורכבים אחת snap-shot.

כעת, צוות של המכון להנדסת WIS של הרווארד להנדסה בהשראה ביולוגית, ה- LMU Munich ומכון מקס פלנק לביוכימיה בגרמניה, תכנן מטאפלורופורים רב-תכליתיים על-ידי שילוב של בדיקות פלואורסצנט קטנות נפוצות במבנים דנ"א מתקפלים, שבהם הצבעים והבהירות שלהם יכול להיות מתוכנת דיגיטלית. גישה זו nanotechnological מציעה לוח של 124 צבעים וירטואליים עבור הדמיה מיקרוסקופית או שיטות אנליטיות אחרות שניתן להתאים בעתיד לדמיין שחקנים מולקולריים מרובים באותו זמן עם Ultra-High Definition. השיטה מדווחת ב- Science Advance.

עם השיטה החדשה שלהם, החוקרים לטפל בבעיה כי עד כה רק מספר מצומצם של מינים מולקולריים ניתן דמיינו בו זמנית עם מיקרוסקופ פלואורסצנטי במדגם ביולוגי או קליני. על ידי הצגת ננו-דנ"א פלואורסצנטי הנקרא metafluorophores - צבעים ניאון רב-תכליתיים שצבעיהם נקבעים על-פי מרכיביו האישיים מסודרים במבנים תלת ממדיים - הם מתגברים על צוואר הבקבוק.

"אנו משתמשים ב- DNA nanostructures כמו pegboards מולקולרי: על ידי פונקציונליזציה של גדילי רכיב ספציפיים במיקומים מוגדרים של ה- nanostructure של DNA עם אחד משלושה צבעים שונים של פלורסנט, אנו משיגים קשת רחבה של עד 124 אותות ניאון עם קומפוזיציות ועוצמות צבע ייחודיות", אמר ין, שהוא חבר סגל בקר במכון וויס ופרופסור לביולוגיה של מערכות בביולוגיה הרפואית של הרווארד. "המחקר שלנו מספק מסגרת המאפשר לחוקרים לבנות אוסף גדול של metafluorophores עם תכונות אופטיות לתכנות דיגיטלית, כי הם יכולים להשתמש כדי לדמיין מטרות מרובות בדוגמאות הם מעוניינים."

גישת ה- DNA מבוסס nanostructure ניתן להשתמש כמו מערכת ברקוד חזותית פרופיל נוכחות של DNA ספציפיים רבים או רצפים RNA בדגימות במה שנקרא ריבוב.

כדי לאפשר את הדמיה של מבנים מולקולריים מרובים דגימות רקמות עובי אשר יכול להגביל את התנועה של ננו DNA גדול יותר להקשות עליהם למצוא את המטרות שלהם, כדי לצמצם את האפשרות כי הם מצרפים את עצמם שאינם ספציפיים מטרות לייצר אותות הקרינה שקר, הצוות לקח צעדים הנדסיים נוספים.

"פיתחנו גרסה מופעלת של metafluorophore שלנו כי דינמית עצמית הרכבה מ גושים רכיב קטן לקחת על הצורה שלהם שנקבעו רק כאשר הם לכבול את היעד שלהם", אמר ראלף Jungmann, דוקטור, שהוא סגל ב LMU מינכן ואת מקס פלנק המכון לביוכימיה וניהל את המחקר יחד עם יין. "אלה metaluoropophores מאורגן in-situ לא יכול להיות רק הציג לתוך דגימות מורכבות עם אפשרויות קומבינטוריות דומה כמו אלה טרומיים לדמיין DNA, אבל הם יכולים גם למנף נוגדנים התווית כמו ריאגנטים גילוי נרחב בשימוש חלבונים ביומולקולות אחרות."

"סוג חדש זה של תכנות ננו-טכנולוגיה של דנ"א, הניתן לתכנות, מגלה כיצד עבודה ביוזמת הרובוטיקה המולקולרית של מכון וויס יכולה להמציא דרכים חדשות לפתרון בעיות ארוכות ביולוגיה ורפואה.המטאפלורופורים הללו ניתנים לתכנות כדי להרכיב את עצמם כאשר הם נקשרים את היעד שלהם, אשר הגדירו קורא ברקוד פלואורסצנטי, מייצגים צורה חדשה של התקנים ננו יכול לעזור לחשוף מורכבים, רב מרכיב, אינטראקציות ביולוגיות שאנו מכירים קיים אבל אין לי שום דרך ללמוד היום ", אמר מנהל מייסד Wyss דונלד אינגבר, דוקטור לפילוסופיה של ביולוגיה וסקולארית בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד ובתכנית לביולוגיה של כלי הדם בבית החולים לילדים של בוסטון ופרופסור לביו-הנדסה בבית הספר להנדסה ומדעים יישומיים של אוניברסיטת הרווארד.

menu
menu