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华人学者:取代双向电泳的新技术

麻省理工学院(MIT)新型分子筛(molecular sieve)能够加速对蛋白的**分类,有望协助**的检测和**。

分析复杂生物溶液,如血液中的蛋白对于研究患病机理和发展新型**手段越发重要。MIT机械工程部研究生傅建平(Jianping Fu,音译)率领的研究小组,设计出一种埋在硅芯片中的筛网,能够对包含蛋白的生物样本进行分离。研究结果相继刊登于《Physical Review Letters》、《Virtual Journal of Biological Physical Research 》、《Virtual Journal of Nanoscale science and Technology》等杂志。

目前实验室分离蛋白常用凝胶电泳(gel electrophoresis)法,这种方法的弊端在于一是凝胶的筛孔大小不同,结果不够准确;二是耗时;三是研究人员对分离过程本身还没有弄清。傅建平等利用微细技术得到的新型分子筛只有指甲大小,筛网上覆盖了成千上万个纳米级别大小、形状均一的网孔,能够根据蛋白大小和形状的不同对蛋白进行检测。

MIT电子工程和生物工程副教授Jongyoon Han说:“没有人能够准确测量凝胶筛孔大小。利用我们的纳米孔系统,可以对筛孔大小进行**控制,所以能够控制筛选蛋白分子的过程。”这就意味着,蛋白可以被有效分离。(筛网的结构是以Han早期在康奈尔大学(Cornell University)分析长片段DNA时所用工具为基础设计的)。

新型筛网的理论基础是Ogston 筛分模型。此模型推断蛋白要经过深区和浅区形成的能垒(energy barriers),能垒根据蛋白的大小对蛋白进行分离。越小的分子运动的越快,大分子因为运动缓慢被落在后面。研究人员从分离好的蛋白组分中获取**标记蛋白(biomarker proteins)等目的蛋白,通过观察这些标记蛋白,能够在发病早期甚至在病状出现以前对**进行检测,以便做出合理的**方案。

凝胶电泳的原理被认为是Ogston 筛分模型,但一直没有确切的实验证据。MIT研究人员肯定他们的分子筛的原理就是Ogston 筛分模型。Han说:“这是**用实验证实Ogston 筛分模型,尽管此模型已经被利用了50多年。我们可以**控制筛孔的大小,改变筛孔的形状以研制出更好的分离系统。”

傅建平说,这种筛网能够取代凝胶电泳,为研究Ogston 筛分模型提供理想的物理平台并且有望取代双向电泳进行biomarker,以对某些**提早进行检测和**。

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