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2021年6月17日 (木)

ナノテクノロジーとバイオセンサーの科学研究応用

バイオセンサー業界にナノテクノロジーが導入されたことで、バイオセンサーの感度などの特性が向上し、新しいタイプのバイオセンサーが開発されています。 サブミクロンサイズの超音波振動子やプローブ、あるいはナノテクノロジーを駆使したマイクロシステムが利用できるようになったことで、バイオセンサーの特性の多様性は飛躍的に高まっています。 以下の論文では、ナノテクノロジーとバイオセンサーの融合と、その技術的な科学研究と応用について簡単に分析しています。

技術的統合

ナノテクノロジーとバイオテクノロジーは21世紀を代表する技術であり、両者の間には多くの技術的クロスオーバーがあり、その中でもナノテクノロジー・バイオセンサー技術は新しい産業になることが期待されています。 1967年に最初のグルコース水センサーが登場して以来、バイオセンサー技術は、生物学、有機化学、医学、物理学、電子情報技術などの様々なコースの相互作用によって生み出される研究分野であり、最先端の技術となっています。 バイオセンサーは、高選択性、高速分析、簡単操作、高品質・低コストの機器・装置という特徴があり、オンラインで、さらには生体内での分析が可能で、疾病診断、環境モニタリング、食品産業などのレベルで大きな注目を集め、広く利用されています。

ナノテクノロジーは、主に1nm~100nmの分子構造の中の限界を対象とした世界的な技術です。 本仕様書に基づくシステムソフトウェアは、典型的な外部経済システムソフトウェアでも、典型的なマクロ経済システムソフトウェアでもないため、表面効用、ミクロ効用、量子効用、マクロ経済量子技術のトンネル効用など、異なる物理的・化学的特性を持ち、基本素材にはない優位性を発揮しています。 基本素材では得られない有利な特性を持っています。

microfluidic chip cost

技術科学研究

この新しい技術的応用は、基本的には、体細胞内の純粋に自然なバイオセンサーに関する科学者の研究の結果です。 研究に参加したローマ帝国第3大学のフランシスコ・ハーバートは、転写因子のテーマ別の活動を検出するための情報がすべて遺伝子に組み込まれており、刺激を受けたときに、これらの数千種類の転写因子が特殊な全体的な標的DNA配列に依存することを明らかにしました。したがって、このコード化された配列は、新しいナノテクノロジー・センサーを構築するための出発点として応用することができます。

細菌から人間まで、すべての生物は「生体分子構造パワースイッチ」(RNAやタンパク質でできた、外観を変化させることができる分子構造)を使って自然環境を検知しています。 このような「分子構造のパワースイッチ」の魅力は、体細胞の中で「オフィス」できるほど小さく、より複雑な自然環境に適応できるほど目的を持っているという点にある。

科学研究者のエリートチームは、この純粋に自然なナノテクノロジーセンサーに触発され、タンパク質やRNAではなく、DNAを使用した新しいナノテクノロジーセンサーを生成しました。 彼らは、それぞれが異なる転写因子を特定する3つの純粋に自然なDNA配列を、DNA配列が全体のターゲットに融合すると光り輝く光に変わる分子構造のパワースイッチに調整したという。 科学者たちは、このようなナノテクノロジーセンサーを使用して、グロー抵抗の強度を簡単かつ正確に測定することに基づいて、体細胞における転写因子のテーマ別の活動を即座に明らかにすることができる。

アプリケーション

科学者たちは、幹細胞を特殊な体細胞に美容整形するためにプログラムされた体細胞技術に応じて、いくつかの転写因子の濃度値を変化させることが鍵となっている。 この新しいセンサーは、転写因子のテーマ活性を検出することで、幹細胞化粧品が適切に再プログラムされることを保証します。 また、患者の腫瘍細胞において、どの転写因子が刺激され、どの転写因子が抑制されているかが明らかになり、医師が適切な治療を行いやすくなります。 また、生体に近い状態で即効性があるため、悪性腫瘍を抑制する薬剤の選択や検出にも利用できます。

体細胞からタンパク質を取り出すのに何時間もかけなくても、センサーをすぐに体細胞に入れれば、陰光の抵抗力を正確に測定することができます。 このようなセンサーは、何千もの転写因子の主な活動を検出するために使用することができ、科学者が細胞分裂や成長・発達の体制をよりよく理解するのに役立ちます。

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