Подход на основе нанобиологических исследований с использованием микротехнологий.
Для прогресса фундаментальной науки и разработки лекарственных средств, востребована удобная методология обнаружения специфических биологических молекул и их взаимодействия в живом организме.
После более чем 20-летнего периода активизации научно-исследовательской деятельности в микро и нанотехнологии, в настоящее время достигли зрелости, и предлагают новый класс миниатюрных устройств и принципов, позволяющих проводить раздельные биоанализы. Среди них, приведены различные примеры, которые включают в себя массив электроактивных микроэлементов для одноклеточного параллельного анализа. Экономичный метод выделения ДНК с помощью наножидкости, в параллельную ферментативную реакцию и высокопроизводительную платформу, для анализа мембранных белков. Микроустройства представлены с соответствующими экспериментами, чтобы предвидеть их будущий вклад в трансляционные исследования и открытие лекарств.
Для содействия достижениям в области фундаментальных наук и разработки лекарственных средств, востребована удобная методология обнаружения, и измерения конкретных биологических молекул, и их взаимодействия с другими молекулами. В частности, в процессе поиска лекарств, возникла необходимость в методах быстрой, надежной и, что особенно важно, прямой характеристики лекарственных препаратов-кандидатов и их действия на клеточные функции.
Такие методы можно разделить на два основных класса:
- технологии, позволяющие проводить высокопроизводительный анализ тысяч анализов одновременно,
- технологии, которые можно использовать для обработки одной клетки или молекулы, и последующих манипуляций с ними, с целью определения их внутренних свойств, или функциональной реакции на конкретную мишень, или лекарства.
Несколько десятилетий беспрецедентных исследований в области микро и нанотехнологии, привели к разработке многочисленных методов, устройств, платформ и технологий производства, применимых к широкому спектру биологических приложений, включая процессы обнаружения и разработки лекарственных средств.
Технологии микро и наноэлектромеханических систем, используют микротехнологии осаждения, структурирования (например, фотолитографии) и травления (влажного и сухого), для производства различных функциональных механических, и электромеханических устройств и структур.
Хотя большинство приложений первоначально применялись в бытовой электронике (например, датчики, исполнительные механизмы и акселерометры), и коммуникационных технологиях (например, оптическое переключение). Эти приложения, были успешно продемонстрированы многочисленными биомедицинскими анализами и устройствами, позволяющие использование их преимущества к одноклеточным, совмещая размеры и структуру, которые позволяют разработать концепцию "лаборатория-на-кристалле", и ее многочисленные применения.
Частично, это было вызвано ответвлением технологии, направленной на точное управление и манипулирование жидкостями в геометрически ограниченных пространствах, таких как каналы, которые обычно называют микрофлюидами. Многочисленные области его применения, привели к разработке новых белковых анализов и анализа ДНК, с использованием образцов небольшого размера и интеграцией предварительной обработки, реакции и обнаружения образца в одном формате - лабораторно-чиповом.
Датчики расхода на основе, могут быть удобно интегрированы для облегчения обнаружения анализируемых веществ. Также были внедрены принципиально схожие нанофлюиды, работающие в еще меньшем масштабе.
Помимо дальнейшего снижения реакционных объемов и компонентов, приводящего к снижению стоимости одного анализа и позволяющего анализировать еще более ограниченные объемы образцов, нанофлюиды, действуют в масштабах живых клеточных органических тел, и даже отдельных макромолекул, таких как ДНК, что позволяет более точно имитировать и впоследствии оценивать биологические процессы и компоненты "in vitro".
Это, в свою очередь, позволяет построить более репрезентативный взгляд на биологический процесс, и предсказать их свойства, если условия изменятся по сравнению с нормальными.
продолжение