มองใกล้ที่สารชีวโมเลกุลที่มีประจุไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ

Anonim

ในการวินิจฉัยทางคลินิกการตรวจสอบชีวโมเลกุลอย่างง่ายรวดเร็วและละเอียดอ่อนเป็นสิ่งสำคัญ แพทย์มักตรวจหาแอนติบอดีเพราะโปรตีนขนาดเล็กเหล่านี้ติดกับแอนติเจนหรือสารแปลกปลอมที่เราเผชิญอยู่ทุกวัน อย่างไรก็ตามชีวโมเลกุลส่วนใหญ่จะมีลักษณะการประจุที่ซับซ้อนและการตอบสนองของเซ็นเซอร์จากระบบท่อนาโนคาร์บอนแบบเดิมอาจไม่แน่นอน ทีมงานในประเทศญี่ปุ่นเพิ่งเปิดเผยว่าระบบเหล่านี้ทำงานอย่างไรและนำเสนอการเปลี่ยนแปลงเพื่อปรับปรุงการตรวจจับชีวโมเลกุลอย่างมาก พวกเขารายงานผลการค้นพบของพวกเขาใน วารสารฟิสิกส์ประยุกต์

นักวิจัยเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงเทคนิคใหม่ในการตรวจหาวัดและวิเคราะห์สารชีวโมเลกุลด้วยการกระจายประจุที่ไม่เท่ากันโดยการปรับวิธีการในการตรวจสอบชีวโมเลกุล พวกเขาใช้ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบางนาโนคาร์บอน (CNT-TFTs) เป็นศูนย์ในปริมาณที่แม่นยำของชิ้นส่วนของชีวโมเลกุลที่เฉพาะเจาะจงอยู่ในตัวอย่าง

ไบโอเซนเซอร์ CNT-TFT ใช้ตัวรับแอนติบอดีภูมิคุ้มกันที่เรียกว่า aptamers เพื่อตรวจจับประจุไฟฟ้าสุทธิของส่วนหนึ่งของโมเลกุลเป้าหมาย หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์ระบุโมเลกุลแล้วแอนติบอดีจะทำหน้าที่ยึดติดกับสารละลาย จากนั้นแอนติบอดีจะเชื่อมต่อกับ aptamer บนฟิล์มนาโนคาร์บอนบาง ๆ ที่แปลงการเชื่อมต่อเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อตรวจจับเซนเซอร์ ด้วยการตอบสนองของเซ็นเซอร์ที่เพิ่มขึ้นนักวิจัยสามารถตรวจสอบความยาวของ Debye หรือระยะห่างระหว่างค่าจุดและโมเลกุลเพื่อหาค่าการกระจายประจุที่ไม่สม่ำเสมอของโมเลกุล

กลุ่มค้นพบว่าพวกเขาต้องหาวิธีการกระจายประจุที่อยู่ใกล้กับพื้นผิวของโมเลกุลเพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมที่ซับซ้อนในสัญญาณเซ็นเซอร์ "แม้จะเป็นโมเลกุลเป้าหมายเดียวกันขั้วของการตอบสนองของเซ็นเซอร์จะแตกต่างจากบวกหรือลบ" Ryota Negishi นักเขียนรายงานกล่าว

"เราประสบความสำเร็จในการปรับปรุงช่วงไดนามิกด้วยการใช้สารละลายบัฟเฟอร์ที่มีความเข้มข้นต่ำ" Negishi กล่าว "เราได้ชี้แจงกลไกของการตอบสนองของเซ็นเซอร์ที่ซับซ้อนซึ่งไม่ได้รับการชี้แจงในรายงานก่อนหน้านี้"

คุณลักษณะที่แตกต่างกันของการทดสอบอาจมีผลต่อความยาว Debye ของโมเลกุลดังนั้นผลลัพธ์เหล่านี้จึงแสดงให้เห็นว่าสัญญาจะมีการควบคุมเซนเซอร์และปรับเปลี่ยนช่วงไดนามิค

ถัดไป Negishi และเพื่อนร่วมงานของเขาหวังว่าจะหาวิธีที่จะใช้ผลการวิจัยของพวกเขาในสถานการณ์จริงมากขึ้น "สำหรับการใช้งานในทางปฏิบัติแล้วการพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับที่สามารถตรวจพบได้ภายใต้สภาวะที่มีความเข้มข้นสูงใกล้เคียงกับเลือด"

menu
menu