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物理学家创造了微型传感器来协助癌症检测
来源:赛斯维传感器网 发表于 2021/2/25

锡拉丘兹大学(syracuse university)艺术与科学学院的一名物理学家希望用新型的新型纳米材料来改善癌症的检测。


物理学教授liviu movileanu创建了微型传感器,用于检测,表征和分析血清中的蛋白质-蛋白质相互作用(ppi)。来自ppi的信息可能会给生物医学行业带来福音,因为研究人员正在寻求使允许癌细胞生长和扩散的蛋白质无效。


movileanu的发现是ph.d.与他人合着的《自然生物技术》上的一篇论文的主题。学生avinash kumar thakur。


movileanu说:“对人类基因组的详细了解为鉴定许多与其他蛋白质发生短暂物理关联的功能性蛋白质开辟了一个新领域。” 这些ppi强度的主要扰动会导致疾病。由于这些相互作用的短暂性,需要新的方法来评估它们。


进入movileanu的实验室,该实验室可以设计,创建和优化一类独特的生物物理工具,即纳米生物传感器。这些高度敏感的基于孔的工具可在单分子水平上检测机械过程,例如ppi。


即使ppi出现在人体各处,也很难用现有方法进行检测,因为它们(即影响细胞信号和癌症发展的ppi)持续约一毫秒。


movileanu的反应是在细胞膜上形成一个孔-一个称为纳米孔的孔,他可以通过该孔发射电流。当蛋白质接近或穿过纳米孔时,电流强度会改变。这些变化使他能够确定每种蛋白质的特性,并最终确定其身份。


这个概念并不新颖(它最早是在1980年代提出的),但是直到最近,科学家才开始大规模地制造和表征纳米生物传感器,以检测dna,糖,炸药,毒素和其他纳米材料。


movileanu希望他的实时技术能够在癌症扩散之前对其进行检测。


他特别感兴趣的一种癌症是淋巴细胞性白血病,这是一种常见的侵袭性疾病,始于骨髓,并扩散到血液中。由于白血病细胞无法成熟并正常死亡,因此它们通常会失控。


movileanu解释说:“白血病细胞在骨髓中积聚,排除了正常的健康细胞。” “与其他癌症通常起源于乳房,结肠或肺部(并扩散到骨髓)不同,淋巴细胞白血病起源于淋巴结,因此得名。”


整个夏天,他又获得了美国国立卫生研究院(nih)的四年资助(迄今为止他的第三百万美元),用于建造纳米生物传感器。该项目涉及纽约州立大学上州医科大学的同事,由生物化学和分子生物学副教授michael cosgrove g'93,g'98领导。


movileanu的项目属于相互作用组学这个新兴领域的一部分,该组使用实验和计算技术研究蛋白质之间的相互作用以及这些相互作用的后果。


物理系生物物理学和生物材料研究小组的成员莫维利努说:“从单个蛋白质样品中收集的数据非常庞大。” “我们的纳米结构使我们能够以敏感,特异性和定量的方式观察生物化学事件。之后,我们可以对单个蛋白质样品进行可靠的评估。”


对于未来,movileanu希望研究更复杂的生物样品中的ppi,例如细胞裂解液(含有“破碎的”细胞的流体)和组织活检样品。


获得博士学位的movileanu说:“如果我们知道细胞的各个部分如何运作,我们就能弄清楚为什么细胞会从正常功能向肿瘤样状态偏离。” 罗马尼亚布加勒斯特大学的实验物理学博士。“我们的小型传感器可能会对生物标志物筛选,蛋白质谱分析和蛋白质的大规模研究(被称为蛋白质组学)做出重大贡献。”


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