Микрочиповая методика получила широкое распространение в молекулярно-биологических, генетических направлениях исследований. Суть ее заключается во взаимодействии прикрепленной к подложке чипа ДНК и целевой молекулы в образце. Детектируется оно по срабатыванию флуоресцентной метки, что накладывает ограничение на размер ДНК-зондов в районе 10 мкм.
При этом есть возможность наносить ДНК на подложку с нанометровой точностью, но стандартные методики детектирования такой точностью не обладают. Для решения этой проблемы используется Кельвин зондовая микроскопия (KPFM).
Как работает метод
С помощью этой технологии в сочетании с методом dip-pen-нанолитографии ученые получают возможность с высокой точностью обнаруживать сигнал от ДНК-микрочипов с диаметром ячейки около 250 нм.
При этом приходится отказаться от флуоресцентных меток, отличающихся низкой разрешающей способностью. Изменения в исследуемых ячейках обнаруживаются путем измерения поверхностного потенциала поверхности чипа. При формировании сложных молекулярных комплексов происходит его перераспределение, которое позволяет обнаружить взаимодействие между биологическими молекулами.
Разработчики на данный момент представили два варианта модельных систем, соответствующие основным типам биочипов:
- Позволяет изучить взаимодействие по типу «антиген-антитело» на примере реакции между биотином и гликопротеином авидином. Биотин распределяется на подложке, после добавки авидина происходит точно измеренное изменение потенциала демонстрирующее, что реакция между молекулами произошла.
- В этой модели на подложке были распределены 15-нуклеотидные цепочки ДНК, включающие часть генов малярии либо сибирской язвы. При добавлении в образец комплементарной молекулы также были выявлены изменения потенциала.
Преимущества
Методики зондовых микроскопов обладают большим потенциалом, с развитием позволит заметно нарастить скорость и качество генетико-биологических исследований. К другим преимуществам относятся:
Позволяет применять в тысячи раз более плотные компоновки ячеек в микрочипах.
- Высокая разрешающая способность (от 10 нм и менее).
- Отличная чувствительность (меньше 50 нМ)
- Большая скорость сканирования поверхности образца (от 1100 мкм/с).
Также Кельвин зондовая микроскопия дает возможность детектировать и отличать неспецифические и специфические взаимодействия между сложными биомолекулами. Причем метод бесконтактный, не требует применения флуоресценции, которая может искажать результаты проб и не отличаются высокой точностью.
Источник — https://ilpa-tech.ru/
Загрузка...