Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Изменение потенциала поверхности после добавления авидина четко показывает, что произошло связывание.
Удвоение сигнала при комплементарном связывании образца и ДНК-зонда.
В случае некомплементарного образца удвоение сигнала не наблюдается.
Ячейка ДНК-наночипа, изготовленная методом DPN (АСМ).

Метод зонда Кельвина открывает новые возможности для создания ДНК-наночипов

Ключевые слова:  АСМ, ДНК, ДНК-микрочип, нанолитография, периодика

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

02 октября 2007

Технология микрочипов широко применяется в генетических и молекулярно-биологических исследованиях. В настоящее время в микрочипах взаимодействие между целевой ДНК (интересующей нас ДНК) и иммобилизованным ДНК-зондом (пришитой к поверхности чипа одноцепочечной молекулой ДНК с известной последовательностью) детектируют при помощи флуоресцентной метки. Современные методы создания микрочипов позволяют наносить различные ДНК-зонды на подложку с субмикронной точностью, однако методы считывания подобной точностью не обладают, поэтому на практике используются ячейки размером около 10 мкм.

Технология визуализации поверхности, известная как метод зонда Кельвина (Kelvin probe force microscopy, KPFM), дает возможность изучать взаимодействия между биомолекулами, а в сочетании с методом dip-penнанолитографии (DPN) представляет собой аналог технологии ДНК-микрочипов. KPFM позволяет надежно детектировать сигнал при размерах ячейки 250 нм. Таким образом, речь идет уже о наночипах, в которых плотность ячеек в тысячу раз больше, чем в современных микрочипах.

В методе KPFM измеряется распределение поверхностного потенциала в исследуемом субстрате. Многие биологические молекулы имеют в своей структуре заряженные участки, например такие, как отрицательно заряженная сахарофосфатная основа молекулы ДНК. При формировании высокоспецифичных комплексов между молекулами происходит перераспределение плотности заряда. Изучая изменение потенциала поверхности образца, можно детектировать взаимодействие между биомолекулами.

Asher Sinensky и Angela Belcher из Massachusetts Institute of Technology (США) продемонстрировали, что KPFM является удобным и надежным методом считывания сигнала с белковых или ДНК-наночипов. К достоинствам метода относятся: высокое разрешение (< 10 нм), высокая чувствительность (< 50 нМ), высокая скорость сканирования образца (> 1100 мкм/с), возможность различать специфичные и неспецифичные взаимодействия между молекулами. Метод бесконтактный и не требует использования меток, что особенно важно для биологических систем.

Авторы работы представили две модельные системы, имитирующие основные типы биологических чипов. В первом случае изучали взаимодействие молекулы биотина и гликопротеина авидина, аналогичное взаимодействию «антитело-антиген». Биотин был иммобилизован на золотой подложке методом DPN. Изменение потенциала поверхности после добавления авидина четко показывает, что произошло связывание (рис. 1).

Во втором случае авторы исследовали применимость метода KPFM для детектирования ДНК-гибридизации – явления, лежащего в основе ДНК-чипов. В качестве ДНК-зондов ученые использовали 15-нуклеотидные одноцепочечные ДНК, содержащие фрагменты генов сибирской язвы в одном случае и малярии в другом. Согласно ожиданиям, в обоих случаях наблюдалось удвоение сигнала при добавлении образца ДНК, комплементарного ДНК-зонду (рис. 2), и не наблюдалось в случае некомплементарного (рис. 3).

Работа «Label-free and high-resolution protein/DNA nanoarray analysis using Kelvin probe force microscopy» была опубликована в Nature Nanotechnology (doi:10.1038/nnano.2007.293).


Источник: Nature Nanotechnology




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

3D-printing
3D-printing

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Итоги Менделеевского Года
28 ноября в Фундаментальной библиотеке МГУ состоялось торжественное закрытие Международного года Периодической таблицы химических элементов Д.И.Менделеева.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.