Superbrzi bionanočipovi kompanije NEC

Milijarde dolara ulažu se poslednjih godina u razvoj nanotehnologije, posebno u Japanu i SAD. Jedna od japanskih kompanija koja vrlo aktivno učestvuje u tome jeste NEC Corporation. Njen cilj je razvoj praktičnih proizvoda namenjenih tržištu i širokoj primeni. Sa istraživanjima ove oblasti u kompaniji NEC otpočelo se krajem osamdesetih godina dvadesetog veka. Mnoga revolucionarna otkrića iz ove oblasti potekla su upravo iz ove kompanije i pripisana su njenim istraživačima, tako da je u kompaniji NEC stvorena snažna hardverska platforma bioinformatike i nanotehnologije.

U okviru tih istraživanja posebnu oblast čini bionanotehnologija, čiji je intenzivan razvoj rezultirao ostvarenjem bionanočipova (procesora). Oni predstavaju kombinaciju tehnologije poluprovodničkih nanoprocesora i bioinformacionih tehnologija. Koriste se u medicini za dijagnostiku bolesti na osnovu sastava i koncentracije testirane supstance (uzorka krvi). Pri tom se posmatraju takozvani signalni proteini (markeri), koji svojim karakteristikama daju znake upozorenja u slučaju teških bolesti. Imaju specifičnu izoelektričnu vrednost, tako da se pod dejstvom električnog polja izdvajaju po toj vrednosti (separiraju).

Prototip bionanočipa kompanije NEC, koji predstavlja osnovu za obavljanje ove analize, ima dimenzije 21 x 21 milimetar. Predstavlja specifičan procesor realizovan na silicijumskoj pločici koja, radi namenske primene za analizu proteina, ima četiri skupa izuzetno tankih kanala (kapilara) za izdvajanje molekula proteina. Čitav sistem sadrži i spektrometar mase molekula i kompjuter visokih performansi za prikupljanje i obradu podataka.

Nova metoda zasnovana na NEC-ovom bionanočipu izdvaja proteine prema njihovim izoelektričnim tačkama kapilarnim putem. Zatim se molekuli proteina suše i zrače laserom kako bi se lakše odvojili od čipa i radi analize odveli do spektrometra mase. Stepen njihovih promena ukazuje na postojanje bolesti, pa se iz tih razloga meri njihova masa. Spektrometar to radi na osnovu vremena koje je svakom molekulu potrebno da stigne do detektora.

Za dijagnostiku je, prema tome, potrebno izdvojiti molekule proteina iz test uzorka prema njihovim električnim tačkama i odrediti njihove molekulske mase. U klasičnim dosad primenjivanim metodama za izdvajanje proteina koriste se biohemijski procesi, što je znatno složenije i sporije (potrebno je oko 24 časa za kompletnu analizu). Korišćenjem bionanočipova kompanije NEC to će se ostvariti za najviše 60 do 70 minuta, što je dvadesetak puta brže od klasičnih metoda.

Pratite Krstaricu i preko mobilne aplikacije za Android i iPhone.