由罗斯威尔生物技术公司制作
信用:Pixabay/CC0公共领域
第一个分子电子芯片已经开发出来，实现了一个50年的目标，即将单分子集成到电路中，以达到摩尔定律的最终标度极限
该芯片由Roswell Biotechnologies和一个由顶尖学术科学家组成的多学科团队开发，使用单分子作为电路中的通用传感器元件，创建了一种可编程生物传感器，具有实时、单分子灵敏度和传感器像素密度的无限可扩展性
这项创新本周出现在《美国国家科学院院刊》(PNAS)的一篇同行评议文章中，将推动基于观察分子相互作用的不同领域的进步，包括药物发现、诊断、DNA测序和蛋白质组学
合著者吉姆·图尔博士说:“生物学是通过单个分子相互对话来工作的，但我们现有的测量方法无法检测到这一点。”
D
莱斯大学化学教授，分子电子学领域的先驱
“本文中首次展示的传感器让我们能够聆听这些分子通信，从而对生物信息有一个全新而强大的认识
" 分子电子平台由具有可扩展传感器阵列架构的可编程半导体芯片组成
每个阵列元件都由一个电流表组成，该电流表监测流经精密设计的分子导线的电流，组装成纳米电极，将电流直接耦合到电路中
该传感器是通过将所需的探针分子通过一个设计好的中央结合位点连接到分子线上来编程的
观察到的电流提供了探针分子相互作用的直接、实时电子读数
这些皮安级电流-时间测量值以每秒1000帧的速率从传感器阵列中以数字形式读出，以高分辨率、高精度和高吞吐量捕获分子相互作用数据
罗斯韦尔CSO巴里·梅里曼在PNAS的论文中详细讨论了分子电子芯片
信用:弗兰克·罗戈津斯基/罗斯威尔生物技术公司 罗斯韦尔联合创始人兼首席科学官巴里·梅里曼博士补充说:“这项工作的目标是为精确医学和个人健康的未来奠定理想的技术基础。”
D
，该论文的资深作者
“这不仅需要将生物传感放在芯片上，还需要以正确的方式，用正确的传感器
我们已经将传感器元件预缩小到分子水平，以创建一个生物传感器平台，该平台将一种全新的实时单分子测量与长期、无限制的扩展路线图相结合，用于更小、更快、更便宜的测试和仪器
" 新的分子电子平台实时检测单分子尺度的多原子分子相互作用
PNAS的论文展示了一系列探针分子，包括DNA、适体、抗体和抗原，以及与诊断和测序相关的酶的活性，包括一种结合其靶DNA的CRISPR Cas酶
它说明了这种探针的广泛应用，包括快速COVID测试、药物发现和蛋白质组学的潜力
罗斯韦尔研究创新实验室的负责人卡尔·富勒讨论了PNAS论文中描述的分子相互作用的新观点
信用:弗兰克·罗戈津斯基/罗斯威尔生物技术公司 论文还介绍了一种能够读取DNA序列的分子电子传感器
在这个传感器中，复制脱氧核糖核酸的酶——脱氧核糖核酸聚合酶被整合到电路中，其结果是当它一个字母一个字母地复制一段脱氧核糖核酸时，对这种酶的作用进行直接的电学观察
与其他依赖聚合酶活性间接测量的测序技术不同，这种方法实现了对掺入核苷酸的DNA聚合酶的直接、实时观察
该论文说明了如何用机器学习算法分析这些活动信号，以允许读取序列
该论文的合著者、美国国家科学院院士、罗斯威尔科学咨询委员会成员乔治·丘奇教授说:“罗斯威尔测序传感器提供了一种新的、直接观察聚合酶活性的方法，有可能将测序技术在速度和成本上再提高几个数量级。”
“这款超可扩展芯片为个人健康或环境监测的高度分布式测序以及未来的超高通量应用(如Exabyte规模的DNA数据存储)开辟了可能性
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
