日本一研究小組利用分子馬達開發(fā)出一種新技術,可將微小顆粒經(jīng)由生物芯片上的微細通道運送到指定地點。這種“分子快遞”技術將來可促進特定蛋白質和其他化學物質在芯片上發(fā)生高效反應,幫助人們研發(fā)新藥。
據(jù)報道,日本東京大學生產技術研究所藤田博之教授等組成的研究小組研制開發(fā)了這一技術。他們首先在玻璃基質的生物芯片上的微細通道內“鋪設”一種分子馬達??驅動蛋白;然后,再向通道內添加微管和作為能量的三磷酸腺苷(ATP),進入通道的微管會沿著通道整齊地排列起來,相當于“快遞”系統(tǒng)的“鐵軌”;最后,用紫外線照射芯片,驅動蛋白就會抓住微管將其固定下來,其作用類似“路基”。至此“分子快遞”的基本裝置安裝完成。
除了起到“路基”的作用外,驅動蛋白還可起到“火車”的作用。需要運送某種微粒時,就將特定微粒附著到驅動蛋白上,然后放入芯片的微細通道。添加一些三磷酸腺苷后,驅動蛋白就會沿“鐵軌”運動將微粒送達指定地點。
在實驗中,研究人員在芯片上設置寬0.5毫米、長30毫米的通道,并在里面鋪設好微管“鐵軌”。將用熒光物質標記的直徑為0.32微米的微粒附著到驅動蛋白上后放入通道,研究人員觀察到微粒以每秒1微米的速度沿“鐵軌”運動。
生物芯片作為分析蛋白質和其他化學物質反應的裝置被廣泛應用。使用時,需要將試劑放入固定地點,再把它們運送到指定的反應地點。目前常用的運送微粒的技術依靠沿通道流動的水為載體,但這樣的技術難以實現(xiàn)精確控制,而利用“分子快遞”技術,可將微小顆粒高效精確地搬運到目的地。
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