Nanowires podia ser usado para detectar milhares de vírus diferentes
Os cientistas da Universidade de Harvard encontraram que os fios ultra-finos do silicone podem ser usados para detectar electricamente a presença de únicos vírus, no tempo real, com selectividade próximo-perfeita.
Estes detectores do nanowire podem igualmente diferenciar-se entre vírus com a grande precisão, sugerindo que a técnica poderia ser escalada até crie as disposições diminutas facilmente capazes de detectar milhares de vírus diferentes.
Nanowires é estruturas de uma dimensão, com propriedades elétricas e ópticas originais, que são usadas como blocos de apartamentos em dispositivos do nanoscale. Sua baixa extensibilidade significa que exibem efeitos do confinamento do quantum. Por exemplo, reduzir o diâmetro de fio aumenta sua diferença de faixa, comparada ao material de maioria.
Os "vírus estão entre as causas as mais importantes da doença humana e são da preocupação crescente como agentes possíveis do biowarfare e bioterrorismo," diz autor Charles M. Lieber, professor do Jr. de Mark Hyman da química na faculdade de Harvard das artes e das ciências. "Nosso trabalho mostra que os fios do silicone do nanoscale podem ser configurados como os detectores ultra-sensíveis que giram de ligar/desligar na presença de um único vírus. As capacidades dos detectores do nanowire, que poderiam ser formados nas disposições capazes de detectar literalmente milhares de vírus diferentes, poderiam arrumador em uma era nova para diagnósticos, seguridade biológica, e resposta às manifestações virais."
Lieber e seus colegas fundiram os nanowires que conduzem uma corrente pequena com os domínios chaves dos receptors do anticorpo com certeza dos vírus -- como a aglutinina no vírus da gripe A. Quando um vírus individual entrou o contacto com um receptor, acendeu uma mudança momentânea, indicadora na condutibilidade que deu uma clara indicação da presença do vírus. As medidas elétricas e ópticas simultâneas que usam-se fluorescente etiquetaram a gripe A confirmaram que estas mudanças da condutibilidade corresponderam à ligação e a se desatar de únicos vírus dos dispositivos do nanowire.
Além do que a gripe A, o grupo de Lieber testou as disposições do nanowire equipadas com os receptors específicos ao paramyxovirus e ao vírus adenóide. Os pesquisadores encontraram que os detectores poderiam se diferenciar entre os três vírus ambos devido aos receptors específicos usados à senão eles e porque cada vírus liga a seu receptor para uma duração característica antes de desalojar -- deixando somente um risco minúsculo de uma leitura do falso positivo.
"O facto que uma disposição do nanowire pode detectar um único vírus significa que esta tecnologia é a final na sensibilidade," Lieber diz. "Nossos resultados igualmente mostram que estes dispositivos podem distinguir entre vírus com selectividade quase perfeita."
Quando houver muitas maneiras para que os pesquisadores analisem vírus, seja mais laborioso e apropriado somente em ajustes do laboratório. O uso dos nanowires fornece a verificação imediata da presença de um vírus dado sem nenhuma manipulação bioquímica especializada.
Lieber diz que disposições do nanowire poderia ser escalado acima de para detectar não somente muitos vírus diferentes, mas para detectar igualmente as tensões assim como as variações comuns projetadas genetically por bioterroristas em potência. Fazendo uma disposição sensível aos domínios numerosos de um vírus dado, as possibilidades mesmo de uma detecção de escape alterada do vírus seriam muito baixas.
Em um ajuste clínico, a sensibilidade extrema de disposições do nanowire significa que poderiam detectar a infecção viral muito em fases iniciais, quando o sistema imunitário pode ainda suprimir populações do vírus. É nesta etapa da actividade viral que os sintomas começam frequentemente a aparecer, mas com os vírus ainda actuais em números limitados, podem ser difíceis de detectar e tratar.
As disposições do nanowire detectam os vírus suspendidos nos líquidos, se em pessoa ou de outra maneira. Lieber diz que todo o dispositivo do anti-bioterror construído em torno das capacidades dedetecção dos nanowires casaria muito provavelmente a tecnologia com um instrumento microfluidic que desenhe no ar, suspende quaisquer partículas transportadas por via aérea em um líquido, e executa então esta solução após a disposição do nanowire.
Os co-autores de Lieber são Fernando Patolsky, Gengfeng Zheng, Oliver Hayden, Melike Lakadamyali, e Xiaowei Zhuang, todos os departamentos de Harvard de química e biologia do produto químico, física, e divisão da engenharia e de ciências aplicadas. O trabalho foi apoiado pelo Defense Advanced Research Projects Agency, pelo instituto nacional para o cancro, pela fundação médica de Ellison, pelo escritório da pesquisa naval, e pelo programa do erudito de Searle.