納米生物學(xué)最新技術(shù)
日期:2010-08-18 15:39:51
納米生物學(xué)是從微觀的角度來觀察生命現(xiàn)象、并以對分子的操縱和改性為目標(biāo)的。納米生物學(xué)發(fā)展時(shí)間不長就已經(jīng)取得了可喜的成績。生物科學(xué)家在納米生物學(xué)領(lǐng)域提出了許多富有挑戰(zhàn)性的新觀念。近期兩個(gè)研究小組取得了這方面的重要成果。
來自哈佛大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)隱藏在硅納米線中的納米尺度的晶體管收音機(jī)可潛入活體細(xì)胞并監(jiān)控它們的活動。這一研究成果公布在Science雜志上。
這些發(fā)夾形狀的納米線的末端附著在某個(gè)金屬平臺上,它們有可能與某臺計(jì)算機(jī)連接以監(jiān)控諸如搏動心肌細(xì)胞或放電神經(jīng)元等可產(chǎn)生電脈沖的細(xì)胞的健康狀況。 或者將來有一天,如果研究人員能夠在這些納米線的彎曲末端加上蛋白質(zhì)受體的話,它也許還能夠?qū)崟r(shí)記錄某個(gè)細(xì)胞所產(chǎn)生的核酸或其它分子。
研究人員在合成硅納米線的過程中融入了一個(gè)納米尺度場效應(yīng)的晶體管。(這種方法涉及到更像典型有機(jī)化學(xué)的構(gòu)象控制,它背離了制造半導(dǎo)體的常規(guī)方法,而這些常規(guī)的方法所產(chǎn)生的裝置要大得多。) 研究人員還在該納米線的攜帶晶體管的部分引入了一個(gè)銳角彎曲,并給予其一種細(xì)胞膜的覆蓋,這樣,該尖端可進(jìn)入一個(gè)活細(xì)胞內(nèi)。 細(xì)胞電壓的波動接著會誘導(dǎo)該晶體管表面的電壓的變化。文章的作者證明,他們的裝置通過被結(jié)合到培養(yǎng)的雞心肌細(xì)胞中而發(fā)揮作用,該裝置可記錄到這些心肌細(xì)胞的搏動。
另外一篇文章中,研究人員開發(fā)出一種新方法,能預(yù)測納米粒子和包括人體在內(nèi)的生物系統(tǒng)的反應(yīng)方式,有助于確定納米藥物載體的療效,也對改善人類和環(huán)境安全提供了技術(shù)支撐。
研究人員表示,希望找到一種好的生物學(xué)方法,來確定納米顆粒和細(xì)胞之間是怎么發(fā)生反應(yīng)的,當(dāng)一個(gè)納米顆粒進(jìn)入人體時(shí),它會立刻和各種各樣的蛋白質(zhì)和氨基酸結(jié)合在一起,成為一個(gè)分子團(tuán),然后再確定要去的方向。
為了開發(fā)這種工具,研究小組使用了一系列化學(xué)藥品來測試不同納米粒子的表面特性。一個(gè)納米顆粒的尺寸和表面特性,決定了它將與之結(jié)合的蛋白質(zhì)種類。一旦尺寸和表面性質(zhì)已知,研究人員就能為它們定制身份“指紋”,確定這種專門粒子和生物分子發(fā)生反應(yīng)的方式。這些“指紋”能讓人們預(yù)見到納米粒子進(jìn)入到生物體內(nèi)的可能行為。 “指紋”信息使人們能預(yù)測特定的納米粒子進(jìn)入人體之后將會去哪里,是否到達(dá)了預(yù)定的目標(biāo)。反過來,哪些納米粒子用作藥物遞送載體更加有效,哪些對人體或環(huán)境是有害的,指紋信息也能更明確告知。