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美国麻省理工学院科学家开发出碳纳米管传感器阵列,能够检测出细胞分泌的单个蛋白质分子

2017-01-25 296浏览 标签: 美国碳纳米管传感器

2017年1月23日,美国麻省理工学院科学家首次设计出能够检测出细胞,甚至是由细胞分泌的单个蛋白质分子的传感器。

这些由化学改性碳纳米管构成的传感器可以用于任何需要检测微量蛋白质的应用,例如跟踪病毒感染、监测细胞产生有用的细胞或检测食品污染。

麻省理工学院化学工程系教授Michael Strano说:“我们希望用这样的传感器阵列“在草垛里面寻找针”,这些阵列代表了就我们目前的技术水平来说最敏感的分子传感平台,你可以通过功能化这些纳米阵列来观察和它们粘合在一起的单个分子的随机波动。”

    在此次研究中,科研人员利用被称为适配体的DNA链包覆碳纳米管。以前使用适配体DNA的研究都未获得较好成果是因为要想把适配体DNA粘合到碳纳米管的同时保持其自身的形态不变是很困难的。

此次研究工作的领导者之一Markita Landry克服了这一困难,他在适配体附着在碳纳米管的部分和其绑定到靶蛋白分子的部分之间添加了一个“间隔”序列,使被分开的两个区域都可以自由的履行自己的职责不受打扰。研究人员成功地在RAP1信号蛋白和HIV-1整合酶病毒蛋白上验证了传感器,他们相信该方法对许多其它蛋白质也同样适用。

为了检测单个细胞产生蛋白质,研究人员在显微镜载玻片上设置了一组传感器阵列。当一个细菌、人类或酵母的细胞放在阵列中时,传感器可以检测到细胞分泌的靶蛋白分子。

Michael Strano教授说:“纳米传感器阵列没有检测限制,它们可以检测单个分子。然而,该方法有一个不完美的地方:分子越少,检测它们的时间就越长。当分子变得非常稀少时,检测可能需要无限长时间。”



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