amerika gazete haberleri haberler
Yazılar

İlk Moleküler Elektronik Çipi Geliştirildi – 50 Yıllık Hedefi Gerçekleştirdi

Bağlanma kinetiği ve enzim aktivitesinin tek moleküllü ölçümü için bir platform.

Moore Yasasının nihai ölçekleme sınırlarını elde etmek için tek molekülleri devrelere entegre etmeye yönelik 50 yıllık bir hedefi gerçekleştiren ilk moleküler elektronik çipi geliştirildi. Roswell Biotechnologies ve önde gelen akademik bilim adamlarından oluşan çok disiplinli bir ekip tarafından geliştirilen çip, gerçek zamanlı, tek molekül duyarlılığı ve sensör piksel yoğunluğunda sınırsız ölçeklenebilirlik ile programlanabilir bir biyosensör oluşturmak için bir devrede evrensel sensör elemanları olarak tek molekülleri kullanır. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde bu hafta hakemli bir makalede yer alan bu yenilik, temelde moleküler etkileşimleri gözlemlemeye dayanan çeşitli alanlardaki ilerlemeleri güçlendirecek. proteomik.

Rice Üniversitesi kimya profesörü ve moleküler elektronik alanında öncü olan yardımcı yazar Jim Tour, “Biyoloji, birbiriyle konuşan tek moleküller tarafından çalışır, ancak mevcut ölçüm yöntemlerimiz bunu tespit edemez” dedi. “Bu yazıda ilk kez gösterilen sensörler, biyolojik bilginin yeni ve güçlü bir görünümünü sağlayarak bu moleküler iletişimleri dinlememize izin verdi.”

Moleküler elektronik platformu, ölçeklenebilir bir sensör dizisi mimarisine sahip programlanabilir bir yarı iletken çipten oluşur. Her bir dizi elemanı, onu doğrudan devreye bağlayan nanoelektrotları yaymak için bir araya getirilmiş, hassas bir şekilde tasarlanmış moleküler telden akan akımı izleyen bir elektrik akımı ölçerden oluşur. Sensör, istenen prob molekülünün merkezi, tasarlanmış bir konjugasyon bölgesi aracılığıyla moleküler tele bağlanmasıyla programlanır. Gözlenen akım, probun moleküler etkileşimlerinin doğrudan, gerçek zamanlı elektronik okumasını sağlar. Bu pikoamp ölçekli akım-zaman ölçümleri, moleküler etkileşim verilerini yüksek çözünürlük, hassasiyet ve verimle yakalamak için sensör dizisinden dijital biçimde, saniyede 1000 kare hızında okunur.

Makalenin kıdemli yazarı PhD, Roswell’in kurucu ortağı ve Baş Bilimsel Sorumlusu Barry Merriman, “Bu çalışmanın amacı, hassas tıp ve kişisel sağlığın geleceği için biyoalgılamayı ideal bir teknoloji temeli üzerine koymaktır” diye ekledi. “Bu, yalnızca biyoalgılamayı çipe yerleştirmeyi değil, aynı zamanda doğru şekilde, doğru türde bir sensörle yapılmasını gerektirir. Tamamen yeni bir tür gerçek zamanlı, tek moleküllü ölçümü daha küçük, daha hızlı ve daha ucuz testler için uzun vadeli, sınırsız ölçeklendirme yol haritası ile birleştiren bir biyosensör platformu oluşturmak için sensör elemanını moleküler seviyeye önceden küçülttük. enstrümanlar.”

Yeni moleküler elektronik platformu, gerçek zamanlı olarak tek molekül ölçeğinde multi-omik moleküler etkileşimleri algılar. PNAS belgesi, DNA, aptamerler, antikorlar ve antijenler dahil olmak üzere çok çeşitli prob moleküllerinin yanı sıra, hedef DNA’sını bağlayan bir CRISPR Cas enzimi de dahil olmak üzere teşhis ve dizileme ile ilgili enzimlerin aktivitesini sunar. Hızlı COVID testi, ilaç keşfi ve proteomik potansiyeli de dahil olmak üzere bu tür problar için çok çeşitli uygulamaları göstermektedir.

Kağıt ayrıca DNA dizisini okuyabilen bir moleküler elektronik sensör sunuyor. Bu sensörde, DNA’yı kopyalayan enzim olan bir DNA polimeraz devreye entegre edilmiştir ve sonuç, bir DNA parçasını harf harf kopyalarken bu enzimin etkisinin doğrudan elektriksel gözlemidir. Polimeraz aktivitesinin dolaylı ölçümlerine dayanan diğer dizileme teknolojilerinden farklı olarak, bu yaklaşım, nükleotidleri içeren bir DNA polimeraz enziminin doğrudan, gerçek zamanlı gözlemini sağlar. Makale, dizinin okunmasına izin vermek için bu aktivite sinyallerinin makine öğrenme algoritmaları ile nasıl analiz edilebileceğini göstermektedir.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön tuşu
İstanbul evden eve nakliyat izmir dijital ajans dijital pazarlama