کاهش محدودیت‌های موجود در‌شناسایی پروتئین‌ها با نانولوله‌های کربنی

نسل جدیدی از پوشش‌های اختصاصی برای اتصال انواع مختلف عوامل نشان‌دار به سطح نانولوله‌های کربنی تک‌‌لایه‌ای ابداع شده است. این پوشش‌ها در واقع نوعی از پلیمرهای زیستی (اتیلن گلیکولPEG ) است که با کمک آن محققان می‌توانند به‌سادگی آنتی‌بادی‌ها را به نانولوله‌های کربنی متصل نمایند. این آنتی بادی‌ها در تشخیص اختصاصی پروتئین‌ها استفاده می‌شوند.
تشخیص این برچسب‌ها با کمک طیف‌سنجی رامان به‌سادگی امکان‌پذیر است و کارایی آن از روش‌های طیف سنجی معمول، مانند استفاده از نشانگرهای فلورسانس بسیار بیشتر است.

برای تشخیص هر چه زودتر سرطان، گروه‌های تحقیقاتی، روش‌های پیشرفته‌ای را برای
تشخیص پروتئین‌های مرتبط با سرطان در خون و سایر نمونه‌های بیولوژیکی کشف و به‌کار
گرفته‌اند.

این تلاش‌ها پایه‌ای برای تحقیقات جدید است که نشان می‌دهند به‌طرزی باورنکردی
نانولوله‌های کربنی می‌توانند نوعی از برچسب‌های حساس به نور را برای استفاده
در انواع مختلفی از سیستم‌های اندازه‌گیری فراهم آورند. گزارش این تحقیقات در
مجله Nature Biotechnology به چاپ رسیده است. این مقاله در مورد نوع جدیدی از
پوشش‌دهی اختصاصی برای اتصال انواع مختلف عوامل نشاندار به سطح نانولوله‌های
کربنی تک‌لایه‌ای است. این پوشش در واقع نوعی از پلیمرهای زیستی (اتیلن
گلیکولPEG ) است که محققان با کمک آن می‌توانند به‌سادگی آنتی‌بادی‌ها را به
نانولوله‌های کربنی متصل نمایند. این آنتی‌بادی‌ها در تشخیص اختصاصی پروتئین‌های
موجود روی میکرو تراشه‌ استاندارد، از پروتئین طراحی شده‌برخوردارند. نانولوله‌های
کربنی می‌توانند مانند “برچسب‌های نوری رامان” عمل نمایند؛ به این مفهوم که با
تابش نور، از طریق دتکتورها قابل شناسایی باشند.

آزمایش‌های مختلف از کاهش محدودیت‌ها در این روش تشخیص پروتئین (که از
نانولوله‌ی پروتئینی دارای برچسب‌های آنتی‌بادی و tag فلورسنت استفاده می‌کند)
حکایت می‌کند و حساسیت این روش تا هزار بار بیشتر از اندازه‌گیری‌های فلورسانس
معمول است.

محققان بر این باورند که tagهای رامان در دامنه‌ی وسیعی از غلظت‌ها از ده
نانومول تا یک فمتومول قابل استفاده‌اند، همچنین به اعتقاد نویسندگان این
مقاله، روش پوشش‌دهی آنان منجر به ساخت tagهای رامان خاصی می‌شود. که قادر به
تشخیص اسیدهای نوکلئیک و سایر زیست‌مولکول‌هاست.

گروه دوم تحقیقات به سرپرستی Beatrice Knudsen ، روش‌های ریاضی را برای آنالیز
طیف‌های خروجی پروب‌های رامان ارائه کردند و این امکان را فراهم می‌کند که
سنجش‌های بسیار پیچیده‌ای با کمک این پروب‌ها انجام شود.

بر خلاف برچسب‌های فلورسنت معمول (که ابتدا نور را جذب کرده، سپس نور فلورسانس
را در باندهای بسیار نازک منعکس می‌نمایند) پروب‌های رامان، طیف‌های بسیار
پیچیده‌ای را می‌سازند که مملو از اطلاعات هستند!

این گروه تحقیقاتی که نتایج کارهای خود را در journal ACS Nanoمنتشر کرده‌اند،
روشی را مربوط به نانو‌پروب‌ها برای مرتب کردن طیف‌های متنوع رامان ابداع
کرده‌اند. هر نانوپروب می‌تواند به یک مولکول زیستی متصل شود. این روش برای
آنالیز طیف‌سنجی، بسیار ساده بوده و در انواع سیستم‌های پیچیده‌ی اندازه‌گیری
قابل استفاده است.