Tarkastelemalla tarkemmin epätasaisesti varautuneita biomolekyylejä

Anonim

Kliinisessä diagnostiikassa on tärkeää seurata biomolekyylejä yksinkertaisella, nopealla ja herkällä tavalla. Lääkärit valitsevat usein vasta-aineita, koska nämä pienet proteiinit kiinnittyvät antigeeneihin tai vieraisiin aineisiin, joita kohtaamme joka päivä. Useimmilla biomolekyyleillä on kuitenkin monimutkaiset latausominaisuudet ja anturivaste perinteisiltä hiilinanoputkijärjestelmiltä voi olla epäselvä. Japanissa sijaitseva tiimi paljasti äskettäin, miten nämä järjestelmät toimivat ja ehdottavat muutoksia dramaattisesti parantaa biomolekyylien havaitsemista. He raportoivat havainnoistaan Journal of Applied Physics -lehdessä.

Nämä tutkijat osoittivat uuden tekniikan, jolla havaitaan, mitataan ja analysoidaan biomolekyylejä epähomogeenisilla varausjakaumilla säätämällä ratkaisua, jossa ne valvovat biomolekyylia. He käyttivät hiilinanoputkien ohutkalvotransistorit (CNT-TFT: t) nollan sisään tietyn biomolekyylin täsmällisessä määrin näytteessä.

CNT-TFT-biosensorit käyttävät immuunivasta-aineen reseptoreja, joita kutsutaan aptamereiksi havaitakseen kohdemolekyylin osan nettosähkövarauksen. Kun tutkijat tunnistavat molekyylin, vasta-aine liitetään siihen liuokseen. Tämä vasta-aine liitetään sitten aptameeriin hiilinanoputkien ohutkalvolla, joka muuntaa yhteyden sähköiseksi signaaliksi anturin havaitsemiseksi. Tällä parannetulla anturivastuksella tutkijat voivat määrittää Debye-pituuden tai pistemäärän ja molekyylin välisen etäisyyden kartoittamaan molekyylin epätasaiset varausjakaumat.

Ryhmä havaitsi, että heidän oli tarkasteltava, kuinka maksut jakautuivat lähelle molekyylin pintaa ymmärtääkseen monimutkaista käyttäytymistä anturisignaalissa. "Huolimatta siitä, että se on sama kohdemolekyyli, anturivasteen polariteetit ovat täysin erilaiset kuin positiiviset tai negatiiviset", sanoo paperilla kirjailija Ryota Negishi.

"Olemme saavuttaneet dynaamisen alueen parantamisen käyttämällä puskuri-liuoksen pitoisuutta, " Negishi sanoi. "Tämän seurauksena selvennettiin monimutkaisen anturivastuksen mekanismia, jota ei ole selvitetty aiemmissa raporteissa."

Kokeilun monet erilaiset ominaisuudet voivat vaikuttaa molekyylin Debye-pituuteen, joten nämä tulokset osoittavat lupauksen tarkentaa antureita ja muuttaa niiden dynaamista aluetta.

Seuraavaksi Negishi ja hänen kollegansa toivovat löytävänsä keinon käyttää havaintojaan enemmän reaalimaailmassa. "Käytännön sovellutuksessa on tärkeää kehittää tunnistustekniikka, jota voidaan havaita suurissa pitoisuustilanteissa lähellä vertaa."

menu
menu