Developing Nanoprobes To Detect Neurotransmitters In The Brain: Researchers Synthesize Fluorescent Molecularly Imprinted Polymer Nanoparticles To Sense Small Neurotransmitter Molecules And Understand How They Govern Brain Activity

Plato tarafından yeniden yayınlandı

İzleyiciler: 0

Ana Sayfa > Basın > Beyindeki nörotransmiterleri saptamak için nanoproblar geliştirmek: Araştırmacılar, küçük nörotransmiter moleküllerini algılamak ve beyin aktivitesini nasıl yönettiklerini anlamak için floresan moleküler baskılı polimer nanoparçacıkları sentezler

Shibaura Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar, serotonin, dopamin ve asetilkolin gibi spesifik küçük nörotransmitterleri saptamak için prob görevi gören floresan moleküler baskılı polimerik nanoparçacıkları (fMIP-NP'ler) sentezlediler. KREDİ
SIT, Japonya'dan Prof. Yasuo Yoshimi

Özet:
Hayvan beyni, nörotransmitterler aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurarak duyguları işlemek, öğrenmek ve yargılamak gibi karmaşık görevleri yerine getiren on milyarlarca nöron veya sinir hücresinden oluşur. Bu küçük sinyal molekülleri, kimyasal haberciler olarak hareket ederek nöronlar arasında dağılır - yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyon bölgelerine doğru hareket eder. Bilim adamları, bu yayılma hareketinin beynin üstün işlevinin merkezinde olabileceğine inanıyor. Bu nedenle, amperometrik ve mikrodiyaliz yöntemleri kullanarak beyindeki salınımlarını tespit ederek spesifik nörotransmitterlerin rolünü anlamayı amaçlamışlardır. Ancak bu yöntemler yetersiz bilgi sağlamakta ve daha iyi algılama teknikleri gerektirmektedir.

Beyindeki nörotransmiterleri tespit etmek için nanoproblar geliştirmek: Araştırmacılar, küçük nörotransmiter moleküllerini algılamak ve beyin aktivitesini nasıl yönettiklerini anlamak için floresan moleküler baskılı polimer nanoparçacıkları sentezler

Shibaura, Japonya | 3 Mart 2023 tarihinde yayınlandı

Bu amaçla, bilim adamları, protein problarının belirli bir nörotransmiteri tespit ettikten sonra floresan yoğunluğunu değiştirdiği bir optik görüntüleme yöntemi geliştirdiler. Son zamanlarda, Japonya'daki Shibaura Teknoloji Enstitüsü'nden Profesör Yasuo Yoshimi liderliğindeki bir grup araştırmacı bu fikri ileriye taşıdı. Spesifik nörotransmitterleri –serotonin, dopamin ve asetilkolin- tespit etmek için prob görevi gören floresan moleküler baskılı polimerik nanoparçacıkları (fMIP-NP'ler) başarıyla sentezlediler. Özellikle, bu tür probları geliştirmenin şimdiye kadar zor olduğu düşünülüyordu. Nanomaterials dergisinin 13 Ocak 1 tarihinde Cilt 3, Sayı 2023'de yayınlanan çığır açan çalışmaları, Bay Yuto Katsumata, Bay Naoya Osawa, Bay Neo Ogishita ve Bay Ryota Kadoya'nın katkılarını içeriyor.

Prof. Yoshimi, fMIP-NP sentezinin temellerini kısaca açıklıyor. “Birden fazla adım içeriyor. İlk olarak, tespit edilecek hedef nörotransmitter bir cam boncuk yüzeyine sabitlenir. Daha sonra, farklı işlevlere (tespit, çapraz bağlanma ve flüoresans) sahip monomerler (polimerlerin yapı taşları), boncukların etrafında polimerleşerek nörotransmitteri sarar. Ortaya çıkan polimer daha sonra, bir boşluk olarak damgalanmış nörotransmitter yapıya sahip bir nanoparçacık elde etmek için yıkanır. Sadece belirli bir anahtarın bir kilidi açabilmesi gibi, sadece hedef nörotransmitere uyacaktır. Bu nedenle, fMIP-NP'ler beyindeki karşılık gelen nörotransmitterleri tespit edebilir."

Hedef nörotransmiterler boşluğa sığdığında, fMIP-NP'ler şişer ve büyür. Araştırmacılar bunun, flüoresan monomerler arasındaki mesafeyi artırdığını ve bunun da flüoresanı baskılayan kendi kendini söndürme de dahil olmak üzere birbirleriyle etkileşimlerini azalttığını öne sürüyorlar. Sonuç olarak, flüoresan yoğunluğu artarak nörotransmiterlerin varlığını gösterir. Araştırmacılar, fMIP-NP sentezi sırasında cam küreciklerin yüzeyindeki nörotransmitter yoğunluğunu ayarlayarak saptama seçiciliğini geliştirdiler.

Ek olarak, nörotransmiterleri sabitlemek için malzeme seçiminin, tespit özgüllüğünde çok önemli bir rol oynadığı bulundu. Araştırmacılar, harmanlanmış silanın, nörotransmitterleri, serotonin ve dopamini cam boncuk yüzeyine bağlamak için saf silandan daha iyi olduğunu bulmuşlardır. Harmanlanmış silan kullanılarak sentezlenen fMIP-NP'ler, spesifik olarak serotonin ve dopamini tespit etti. Buna karşılık, saf silan kullanılarak sentezlenenler, hedef olmayan nörotransmiterlere yanıt veren ve onları yanlış bir şekilde serotonin ve dopamin olarak tanımlayan spesifik olmayan fMIP-NP'lerle sonuçlandı. Benzer şekilde poli([2-(metakrililoksi)etil]trimetilamonyum klorür (METMAC)-ko-metakrilamid) ancak METMAC homopolimerinin nörotransmiter asetilkolinin etkili bir sahte şablonu olduğu bulundu. İlki, asetilkolini seçici olarak saptayan fMIP-NP'ler üretirken, ikincisi yanıt vermeyen nanopartiküllere yol açtı.

Bu sonuçlar, beynimizde salınan nörotransmitterlerin seçici olarak saptanmasında fMIP-NP'lerin uygulanabilirliğini göstermektedir. "Beynin bu yeni teknikle görüntülenmesi, nörotransmitter difüzyonu ile beyin aktivitesi arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarabilir. Bu da, nörolojik hastalıkları tedavi etmemize ve hatta insan beyni fonksiyonlarını taklit eden gelişmiş bilgisayarlar yaratmamıza yardımcı olabilir" dedi.

İşte onun tasavvur ettiği geleceğin yakında gerçekleşmesini ummak!

####

Shibaura Teknoloji Enstitüsü Hakkında
Shibaura Teknoloji Enstitüsü (SIT), Tokyo ve Saitama'da kampüsleri olan özel bir üniversitedir. Selefi Tokyo Sanayi ve Ticaret Yüksek Okulu'nun 1927'de kurulmasından bu yana, mühendislerin eğitiminde felsefesi olarak “uygulama yoluyla öğrenmeyi” sürdürmüştür. SIT, Eğitim, Kültür, Spor, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı tarafından desteklenen En İyi Küresel Üniversite Projesi için seçilen tek özel bilim ve mühendislik üniversitesiydi ve 10 akademik yılından itibaren 2014 yıl süreyle bakanlıktan destek alacak. "Toplumdan öğrenen ve topluma katkıda bulunan mühendisleri yetiştirmek" sloganı, 8,000'den fazla öğrencisini başa çıkmayı öğrendikleri kültürel açıdan farklı ortamlara maruz bırakarak dünyanın sürdürülebilir büyümesine katkıda bulunabilecek bilim adamlarını ve mühendisleri teşvik etme misyonunu yansıtıyor. dünyanın her yerinden öğrencilerle işbirliği yapın ve ilişki kurun.

Web sitesi: https://www.shibaura-it.ac.jp/en/

SIT, Japonya'dan Profesör Yasuo Yoshimi Hakkında
Yasuo Yoshimi, Japonya'daki Shibaura Teknoloji Enstitüsü'nde (SIT) Uygulamalı Kimya Bölümü'nde profesördür. Doktora derecesi aldı. Japonya Waseda Üniversitesi'nden 1995 yılında Kimya Mühendisliği derecesini aldı. Prof. Yoshimi, kimya mühendisliği, elektrokimya ve fiziksel ve makromoleküler kimya alanlarında aktif olarak yer almaktadır. Son otuz yılda, kredisine 100'den fazla alıntı ile yaklaşık 1,000 araştırma makalesi yayınladı. Kimya Mühendisliği Laboratuvarı'ndaki araştırma grubu, kandaki ilaç seviyelerini ölçmek ve moleküler olarak damgalanmış makromoleküller kullanarak beyindeki nörotransmitter salgısını görselleştirmek için sensörler geliştiriyor.

Finansman Bilgileri
Bu çalışma, Japonya Bilimi Teşvik Derneği'nden (JSPS KAKENHI) (Grant Numarası 17H02088) Bilimsel Araştırma için Yardım Hibeleri ve Japonya Malzeme Bilimi Teknolojisini Teşvik Vakfı'ndan bir Araştırma Bursu (2017) tarafından kısmen desteklenmektedir. .

Daha fazla bilgi için lütfen tıklayın okuyun

İletişim:
Wang Yu
Shibaura Teknoloji Enstitüsü

Telif Hakkı © Shibaura Teknoloji Enstitüsü

Bir yorumunuz varsa, lütfen İletişim bize.

7th Wave, Inc. veya Nanotechnology Now değil, haber bültenleri yayıncıları yalnızca içeriğin doğruluğundan sorumludur.

Yer imi: