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        基于納米粒子的光學(xué)生物傳感器通過定向進(jìn)化創(chuàng)建
        
			
        
				2019-03-01 10:55:52
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        在研究人員洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)報(bào)告說，他們已經(jīng)能夠利用定向進(jìn)化構(gòu)建不是蛋白質(zhì)，但合成的納米粒子。這些納米顆粒用作光學(xué)生物傳感器，用于檢測空氣，水或血液中的生物分子。光學(xué)生物傳感器廣泛用于生物研究，藥物開發(fā)和醫(yī)學(xué)診斷，例如糖尿病患者中胰島素和葡萄糖的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
        

        基于納米粒子的光學(xué)生物傳感器通過定向進(jìn)化創(chuàng)建
        

        “定向進(jìn)化的美妙之處在于我們可以在不知道其結(jié)構(gòu)如何與其功能相關(guān)的情況下設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)，”EPFL化學(xué)科學(xué)與工程研究所納米生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室助理教授Ardemis Boghossian博士說。“我們甚至沒有這些大量蛋白質(zhì)的信息。”
        

        她的研究小組使用定向進(jìn)化來修改DNA包裹的單壁碳納米管(DNA-SWCNTs)的光電特性，這些碳納米管是納米尺寸的碳原子管，類似于由DNA覆蓋的卷起的石墨烯片。當(dāng)他們檢測到目標(biāo)時(shí)，DNA-SWCNT會發(fā)出光信號，可以穿透復(fù)雜的生物體液，如血液或尿液。
        

        該研究(“ 合成納米材料的光電特性的定向演化 ”)發(fā)表在Chemical Communications上。
        

        使用定向進(jìn)化方法，Boghossian的團(tuán)隊(duì)能夠設(shè)計(jì)新的DNA-SWCNT，其光學(xué)信號在兩個(gè)進(jìn)化周期內(nèi)增加了56%。
        

        “這個(gè)領(lǐng)域的大多數(shù)研究人員只是篩選出不同材料的大型圖書館，希望找到一個(gè)具有他們所尋找的屬性的圖書館，”Boghossian說。“在光學(xué)納米傳感器中，我們嘗試改善選擇性，亮度和靈敏度等性能。通過應(yīng)用定向進(jìn)化，我們?yōu)檠芯咳藛T提供了一種指導(dǎo)方法來設(shè)計(jì)這些納米傳感器。“
        

        該研究表明，基本上可以使用生物工程技術(shù)來更合理地調(diào)整某些納米材料的光電特性。
        

        “像材料科學(xué)和物理學(xué)這樣的領(lǐng)域大多專注于定義材料結(jié)構(gòu) - 功能關(guān)系，使得缺乏這些信息的材料難以設(shè)計(jì)，”Boghossian解釋道。“但這是自然界數(shù)十億年前解決的問題，近幾十年來，生物學(xué)家也解決了這個(gè)問題。我認(rèn)為我們的研究表明，作為材料科學(xué)家和物理學(xué)家，我們?nèi)匀豢梢詮纳飳W(xué)家那里學(xué)到一些實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。“
        
			

			
          
        
			
        
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