Детальное исследование кровотока сможет стать возможным через температурно контролируемые нанопоры

исследование-кровотока

Возможность быстро провести исследование кровотока с целью обнаружения болезни является давнишней мечтой врачей. Возможно, что этому поможет методика, предложенная учёными из «Национального института стандартов и технологий» (США) и «Университета Содружества Виргинии» (США), основанная на использовании биомолекулярных микрокамер, названных нанопорами, которые могут быть селективно нагреты.

Команда учёных из этих научных центров долгое время работала над использованием нанопор, представляющих собой микрокамеры, имитирующие ионные каналы клеточных мембран. Их целью было обнаружить и идентифицировать разнообразные молекулы, в том числе и ДНК. По своей сути ионные каналы являются «воротами» клетки, через которые она принимает и удаляет вещества, например, протеины или некоторые нуклеиновые кислоты. Размеры реального ионного канала, ввиду его малости, не позволяют разместиться в нём более, чем одну молекулу.

В процессе работы в искусственно созданную клеточную мембрану, размещённую в электрическом поле, была внедрена нанопора. Таким способом удалось в течение нескольких миллисекунд удержать в нанопоре индивидуальные молекулы, предварительно внедрённые в неё. Этого оказалось достаточно для исследования некоторых важных физических характеристик молекул.

Дело в том, что отдельная молекула создает заметные изменения в электрическом токе, который протекает через пору, что позволяет с большой точностью измерить массу молекулы и её заряд. Становится также возможным с высоким разрешением фиксировать различия между молекулами. Но для работы клиницистов необходима ещё большая точность.

В задачу исследователей входит не просто различить несколько типов молекул, но, проводя исследование кровотока, суметь найти различия между несколькими тысячами протеинов и иных биомаркеров, находящихся в нём. Например, изменения в уровне протеинов говорят о начале болезни, но поскольку в кровотоке очень много молекул протеинов, важно уметь отличить одну от другой. Поэтому учёные расширили свои измерительные возможности, внедрив в нанопоры наночастицы золота. Этот способ позволил идентифицировать молекулы посредством температурного контроля.

Способность наночастиц золота поглощать свет и быстро конвертировать его энергию в теплоту, передаваемую соседнему раствору, позволило учёным изменять температуру нанопоры по желанию с помощью лазера.

Учёные надеются, что различить незначительно отличающиеся друг от друга молекулы позволит быстрое изменение температуры в объёме, соизмеримом с объёмом индивидуальной молекулы. Возможно, что этот метод станет не только способом в процессе исследования кровотока найти и идентифицировать биомаркер, но и приведёт к более глубокому пониманию кинетических и термодинамических процессов, происходящих в отдельных молекулах.

Related posts

Leave a Comment

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

This blog is kept spam free by WP-SpamFree.