"Nano-printing" и экспресс-анализ ДНК

Как в свое время печатный пресс положил начало эры книгопечатания, так и в наше время разработанная исследователями из Массачусетского технологического института технология нано-печати ("nano-printing") позволит начать массовое производство наноустройств и биочипов на ДНК-основе.

Один из первых кандидатов на роль будущего массового печатного продукта - ДНК-матрицы для экспресс-диагностики различных заболеваний. Так, например, болезнь Альцгеймера или СПИД в анализе пациента можно будет определить с помощью ДНК-биочипа за несколько минут. Эти экспресс-анализаторы могут вскоре появиться в больницах благодаря дешевому производству этих анализаторов с помощью технологии "печатного пресса".

Необходимость в технологии дешевого массового производства наноустройств появилась с открытием первого ДНК-анализатора на основе микрожидкостных систем. К сожалению, все без исключения методы производства на сегодняшний день не могут гарантировать нужную точность изготовления при производстве НЭМС в больших количествах, а если точность соблюдается, то стоимость производства существенно возрастает.

Ученые из MIT не стали выдумывать ничего нового, а взяли за основу своего "печатного пресса" уже существующую в природе технологию копирования ДНК и РНК. Как сказал профессор Стеллаччи, руководитель исследований, "Природа придумала самый эффективный метод печатания наноструктур на примере дубликации молекул ДНК".

Новый метод исследователи назвали супрамолекулярное нанопечатание (Supramolecular NanoStamping - SuNS). Он состоит в том, что цепи ДНК, нанесенные специальным образом на подложку, формируют такую же матрицу из комплементарных им цепей на другой матрице. Процесс прост и его можно повторить неограниченное число раз. При этом полученная структура имеет ту же геометрию, что ДНК-оригинал.

Одно из таких устройств - ДНК-матрицы, уже использующиеся для анализа ДНК человека. На маленькой стеклянной подложке расположены около 500000 "точек", содержащих молекулы ДНК. Однако стоимость такой матрицы довольно высока - около 500 долларов и для ее создания необходимо проделать 400 операций по нанесению ДНК-точек.

Естественно, что такая ДНК-анализирующая система не пользуется спросом на рынке медицинской экспресс-диагностики "на каждый день".

Поэтому заявления ученых из MIT вселяет оптимизм: они утверждают, что могут производить такой же массив всего за три производственных операции. И стоить готовый продукт будет менее $50. "Наша технология может полностью изменить систему диагностики заболеваний и экспресс-анализирования ДНК", - говорит Стеллаччи. - "Быстрая диагностика таких заболеваний как СПИД, гепатит и болезнь Альцгеймера станет обычной рутинной задачей".

Другое преимущество этой технологии состоит в том, что кроме диагностики заболевания врач-диагност сможет получить о нем самую детальную информацию. "Чем больше мы будем делать ДНК-матриц и чем больше будем анализировать заболеваний тем больше мы о них узнаем", - говорит Стеллаччи.

Технология SuNS может быть полезна не только в диагностике болезней. На ее основе можно производить наноструктуры из металлов или полупроводников практически любой двумерной геометрии. Также на ее основе можно дешево производить в большом количестве наножидкостные системы, одноэлектронные транзисторы, оптические биосенсоры и нанопроводники.

http://www.nanonewsnet.ru по материалам http://www.nanotech-now.com