Poprawianie próbek do szybkiej chemii

Nowy sposób drukowania i modyfikowania próbek molekularnych w nanoskali może oznaczać szybsze odkrywanie leków i eksperymenty naukowe. Chemia kombinatoryczna — wystawianie ogromnej liczby nieco różnych cząsteczek na równoległe działanie próbek — to niezwykle szybki sposób na badanie przesiewowe cząsteczek leków lub testowanie sposobu, w jaki niektóre cząsteczki wpływają na komórki biologiczne.

Naukowcy z Międzynarodowego Instytutu Nanotechnologii na Northwestern University w Chicago pod kierownictwem dyrektora Czad Mirkin , opracowali sposób na szybkie przygotowanie najmniejszego typu kombinatorycznej macierzy chemii. Przetestowali to podejście, wystawiając komórki macierzyste na różnej wielkości próbki fibronektyny, białka, które odgrywa ważną rolę w adhezji, wzroście i różnicowaniu komórek. Naukowcy zastosowali technikę nanodruku opracowaną wcześniej przez grupę Mirkina, zwaną polimerową litografią pisaków, która dostarcza próbki na podłoże równolegle za pomocą końcówek milionów pisaków w kształcie piramidy.

Innowacja polegała na nieznacznym przechyleniu matrycy w miarę osadzania się tych cząsteczek, tak aby piramidy znajdujące się najbliżej powierzchni miały większy kontakt i pozostawiały więcej materiału, podczas gdy te najdalsze pozostawiały mniej. Mirkin i współpracownicy odkryli, że przechylając układ o zaledwie 0,01 stopnia, mogą stworzyć 25 milionów złóż fibronektyny o różnej wielkości i strukturze.

Kiedy nałożyli komórki macierzyste na macierz, odkryli, że wielkość cząsteczek fibronektyny kontroluje różnicowanie tych komórek. W eksperymencie dostosowaliśmy tylko rozmiar, mówi Mirkin, którego grupa opublikowała swoje wyniki w Materiały Narodowej Akademii Nauk wcześniej w tym miesiącu

W końcu może być możliwa zmiana innych cech próbek, takich jak skład lub kształt, przy użyciu tej samej techniki. To są wspólne cechy badane przez firmy farmaceutyczne, mówi Mirkin.

Opracowana przez nich technika jest niezwykle wydajna dzięki równoległemu generowaniu dużej liczby funkcji, mówi Bing Yan , dyrektor Zakładu Chemii Analitycznej o wysokiej przepustowości w Dziecięcym Szpitalu Badawczym St Jude w Memphis w stanie Tennessee, który nie był zaangażowany w badania. Sama liczba jest bardzo imponująca.

Yan twierdzi, że wraz z testowaniem leków, podejście to może być wykorzystane do testowania reaktywności katalizatorów i właściwości nowych materiałów.

ukryć