Tweaking prøver til højhastighedskemi

En ny måde at udskrive og modificere molekylære prøver i nanoskala kan betyde hurtigere opdagelse af lægemidler og videnskabelige eksperimenter. Kombinatorisk kemi - at udsætte en enorm række af lidt forskellige molekyler for prøver parallelt - er en ekstremt hurtig måde at screene lægemiddelmolekyler på eller til at teste den måde, visse molekyler påvirker biologiske celler på.

Forskere ved International Institute for Nanotechnology ved Northwestern University i Chicago, ledet af direktør Chad Mirkin , har udtænkt en måde til hurtigt at forberede den mindste type kombinatorisk kemi-array. De testede tilgangen ved at udsætte stamceller for prøver af forskellig størrelse af fibronectin, et protein, der spiller en vigtig rolle i celleadhæsion, vækst og differentiering. Forskerne brugte en nanoprintteknik, der tidligere er udviklet af Mirkins gruppe, kaldet polymer pen litografi, der leverer prøver til et substrat parallelt via spidserne af millioner af pyramideformede penne.

Innovationen var at vippe arrayet lidt, efterhånden som disse molekyler blev aflejret, så pyramiderne tættest på overfladen får mere kontakt og efterlader mere materiale, mens de længst væk efterlader mindre. Mirkin og kolleger fandt ud af, at ved at vippe et array kun 0,01 grader, kunne de skabe 25 millioner fibronectinaflejringer af forskellig størrelse og struktur.

Da de påførte stamceller på arrayet, fandt de ud af, at størrelsen af ​​fibronectinmolekylerne styrede differentieringen af ​​disse celler. I eksperimentet justerede vi kun størrelsen, siger Mirkin, hvis gruppe publicerede deres resultater i Proceedings of the National Academy of Science tidligere i denne måned

Det kan i sidste ende være muligt at ændre andre træk ved prøver, såsom sammensætning eller form, ved hjælp af samme teknik. Disse er almindelige træk, der er udforsket af lægemiddelfirmaer, siger Mirkin.

Teknikken, de udviklede, er ekstremt kraftfuld med generering af et stort antal funktioner parallelt, siger Bing Yan , direktør for High-Throughput Analytical Chemistry Facility på St Jude's Children's Research Hospital i Memphis, Tennessee, som ikke var involveret i forskningen. Alene antallet er meget imponerende.

Sammen med lægemiddeltestning siger Yan, at tilgangen kunne bruges til at teste katalysatorers reaktivitet og egenskaberne af nye materialer.

skjule