生物和硅纳米机器开关之间的世界

科学家创造了一个分子开关,可以在成千上万的纳米技术应用程序中起着关键的作用。Mol-Switch项目开发了一个示威者为了证明这一原理可行,尽管深怀疑在生物技术和生物物理学专业的同事。

“坦率地说,一些研究者不认为我们尝试是有可能的,因为标准的物理描述,例如粘度的斯托克斯方程表明,系统可能无法工作。但粘性部队不适用在纳米级,”基思博士说诏书,读者在分子生物技术朴茨茅斯大学和Mol-Switch项目的协调员。“但是,我们有我们的分子开关的工作。”

特定的传感器,这释放出电子,可以告诉如果生物电机工作,所以开关链接与硅世界生物世界的电子信号。

团队使用一个微流体芯片,包含许多以nano-metres渠道。微流体的新颖性在于它可以在层流通道液体,或可预见的,流。

这个频道充斥着的地板采用霍尔传感器。霍尔效应描述了磁场电流的影响。

影响可以测量高度的准确性。这些测量环节的生物运动与世界硅的电子信号。

设备的生物元素开始的DNA分子固定到地板上的微流体通道。

这个链是直立的,像一个字符串由一个气象气球,被锚定的浮动端DNA链磁珠,本身的影响下磁性。

一个特定类型的蛋白质,称为Restriction-Modification酶,提供DNA汽车之一。这种类型的DNA的新奇电动机是它只会绑定到特定序列的DNA碱基、C、G和T。

“这个绑定是非常具体的,电动机将绑定只与相应的基地,所以你可以控制电动机的确切位置是放在垂直的DNA链,“诏书说。

电机连接到特定序列的dna链基地。然后团队介绍了ATP,磷酸在活细胞提供能量的分子,在微流体通道。

这是汽车的燃料。马达然后把正直的DNA链穿过它,直到它到达磁珠,像一个绞车降低一个气象气球。

采用霍尔传感器可以测量垂直运动的磁珠表示开关是否打开或关闭。

在一个简单化简而言之,这是分子开关的本质,纳米世界的致动器。

这尤为重要,因为一个纳米级驱动器将非常有用。执行机构是一种机制,供应和传输测量的能量或系统操作的另一个机制。

它可以是一个简单的机械装置,将各种形式的能量转换为旋转机械能或线性。或机械作用转换成电子信号。这是双向的。

“电灯开关,按钮,使一个可伸缩的笔,这些都是执行机构,通过开发一个分子开关我们已经创建了一个微小的致动器可用于一个同样大量的应用程序,“诏书说。

潜在应用的数量是惊人的。他们可以用于流控制阀门、泵、定位驱动器、电机、开关、继电器和生物传感器。

系统可以用来开发分子电路,甚至分子规模的机械设备。

潜在的应用程序是很难预测,但被研究人员的想象力有限,这就是致动器的多功能性。

“它可以作为生物之间的沟通者和硅的世界。我能看到肌肉和外部设备之间提供一个接口,通过其在人类使用ATP,植入物。这样的应用程序仍然是20或30年时间,”诏书说“这是非常令人兴奋的,现在我们申请的专利的基本概念。”

一个应用程序是DNA测序,发现四个DNA碱基的顺序绝对遗传研究的基本步骤。这几乎是“奖金”应用程序中,一个令人愉快的副作用致动器的操作。

团队使用Mol-Switch DNA测序的时间分辨荧光。

该团队使用荧光共振能量转移(FRET)之间的荧光分子马达和荧光分子DNA样本的测序。

“知道电动机的速度,这是非常可靠和稳定在任何特定的温度,我们可以找到的位置基于dna的萤石(分子)相对于电动机的结合位点,“诏书说。

“需要做更多的工作。然而,这个概念是声音和我们现在有足够的证据表明这可能是用于序列单核苷酸多态性(snp),导致遗传病。”

的团队调查了DNA的一些汽车项目,尤其是EcoR124I和FtsK。

工作和都提供特定的优势,提供更大的灵活性和EcoR124I FtsK提供更大的速度。

“我们申请下一个新项目(欧盟的)新的和新兴科技计划(巢),如果成功,我们将能够建立一个商业产品,若“诏书总结道。