Biotecnología y Biomedicina

La fosforescencia del triptófano dentro de las moléculas proteicas está ganando atención como una sonda de la dinámica y estructura de las proteínas. La vida útil de la fosforescencia del triptófano, τ, varía según el entorno local de la molécula proteica y su conformación.

La muestra descrita aquí eran fragmentos de ADN 35 de base injertados con tiol, depositados sobre una gruesa capa de oro. Aunque este experimento puede realizarse en el aire, es importante estudiar dichas muestras en una configuración de biosensores, donde se pueda caracterizar la interacción deseada entre el ADN injertado y las diferentes soluciones de analito. El rendimiento del Ellipsómetro Modulado de Fase Sepctroscópico UVISEL permite un estudio muy sensible y selectivo de la cinética y la cuantificación de tales interacciones.

Esta nota de aplicación muestra que la plataforma HORIBA Scientific SPRi es adecuada para el análisis de interacciones moleculares basadas en átameros. Para este propósito, la interacción entre la proteína IgE humana, un anticuerpo implicado en reacciones alérgicas, y un aptamer4 específico de IgE humano, se presenta como prueba de concepto.

Descripción de las ventajas de combinar el uso de chips peptídicos con detección directa sin marcador, como se logra mediante la imagen SPR (SPRi).

Aunque los biochips dedicados al análisis celular han generado interés en desarrollar nuevas herramientas para fines diagnósticos e investigadores, la tecnología de microarrays está desempeñando un papel crucial en la detección de interacciones; Además, la detección óptica mediante imagen por resonancia plasmónica superficial (SPRi) combina ambas técnicas y ofrece un gran interés para la medición directa en tiempo real de la unión celular-superficie sin marcador.

La dispersión Raman mejorada en superficie (SERS) es una potente técnica analítica basada en plasmónica para la biodetección. El efecto SERS depende de nanoestructuras que deben diseñarse para maximizar los factores de mejora y la especificidad molecular. Además de la modelización numérica, una herramienta analítica capaz de obtener imágenes de mejora localizada sería un valor añadido.

Se han comparado los enfoques de acoplamiento de SPR con LC-MS y espectrometría de masas basada en ProteinChip (SELDI) como medio para identificar proteínas capturadas en superficies de ADN.

Los receptores acoplados a proteínas G (GPCR), la familia más grande de proteínas integrales de membrana, participan en la regulación de muchas funciones fisiológicas y se consideran uno de los objetivos terapéuticos más exitosos para un amplio espectro de enfermedades (aproximadamente el 30% de los fármacos actualmente comercializados). Sin embargo, a pesar de su potencial farmacológico, no existen ligandos clínicamente útiles para la mayoría de los GPCR. Los GPCR son extremadamente hidrofóbicos, caracterizados por siete hélices α que abarcan la transmembrana. Estos receptores requieren un entorno lipídico para mantener la estructura, conformación y actividad nativas. Normalmente, los GPCR se expresan con niveles bajos en tejidos nativos.

El uso de moléculas de bajo peso molecular en las industrias del descubrimiento de fármacos y la agroalimentación se ha vuelto cada vez más importante a lo largo de un siglo de investigación farmacéutica y desarrollo científico en agricultura y en el ámbito farmacéutico.

Entre los posibles biosensores de fluorescencia para el monitoreo e imagen médica y bioquímica se encuentran los flavonoides, compuestos que se encuentran en muchas plantas y sus productos, como el té, el chocolate y el vino tinto.

Esta aplicación destaca el desarrollo de un chip oligosacárido (funcionalización superficial, densidad de inmovilización, longitud del brazo del separador) en la misma plataforma SPRi utilizando polímeros conductores. Estos resultados se destacan a través del ejemplo de las interacciones entre HS y SDF-1 α quimiocinea.

Aunque la escala temporal de fluorescencia es adecuada para seguir muchos procesos biológicos, a menudo es necesario que los procesos se monitoreen a lo largo de escalas temporales más largas.

Los genes pueden mutarse de varias maneras diferentes. El tipo más simple de mutación implica un cambio en una sola base a lo largo de la secuencia de un gen particular (muy parecido a un error tipográfico en una palabra mal escrita). En otros casos, se pueden añadir o eliminar una o más bases. A veces también, segmentos de una molécula de ADN se repiten, eliminan o mueven accidentalmente.

Nuestra tecnología SPRi (imagen por resonancia de plasmones superficiales) es capaz de medir interacciones biológicas multiplexadas sin marcas en un medio complejo como el suero. Demostraremos la capacidad de monitorizar interacciones específicas entre péptidos inmovilizados y proteínas emitidas por soros inmunes no purificados, utilizando una química superficial SAM de cistamina/glutaraldehído en la superficie del biochip.

La prevalencia de alergias en el mundo está entre el 30 y el 40%. Aunque existen tratamientos médicos como antihistamínicos y desensibilizantes, este número sigue aumentando. Así, en esta nota de solicitud, la identificación y caracterización química de aeroalérgenos mediante microscopía Raman permitirá prevenir la presencia de este tipo de alérgenos tanto en interiores como exteriores en personas afectadas por alergias respiratorias.

Más del 20% de la población europea sufre alergias respiratorias. Muchos factores pueden causar estas disfunciones inmunitarias. El propósito de esta prueba de concepto es demostrar que la imagen por resonancia plasmónica superficial (SPRi) es una técnica adecuada para detectar alérgenos.

La caracterización de muestras basadas en proteínas utilizando espectroscopía de fluorescencia es fundamental para avanzar en nuestra comprensión de la estructura, interacciones y dinámica biomoleculares, que son cruciales para el descubrimiento de fármacos, la biofísica y la biología celular. Sin embargo, los investigadores se enfrentan a desafíos persistentes.

HORIBA proporciona a la industria farmacéutica, empresas biotecnológicas y laboratorios académicos de investigación instrumentación de alto rendimiento basada en la tecnología SPRi (Imagen por Resonancia de Plasmón de Superficie). Para demostrar el potencial de esta tecnología, realizamos un experimento basado en la interacción anticuerpo-antígeno. La química original de superficies combinada con un proceso electroquímico permite el rápido acoplamiento de biomoléculas a la capa de oro (copolimerización por polipirrola) en la parte superior de un prisma de vidrio.

Las muestras pueden ser valiosas. O no quieres desperdiciarlos, o puede que no tengas mucho material de partida. Las proteínas y enzimas biológicas, por ejemplo, suelen obtenerse en pequeños volúmenes y pueden resultar costosas.

Hoy en día se han investigado y desarrollado diversos sustitutos de los materiales óseos en el ámbito ortopédico, clínico y quirúrgico. En los últimos años, se ha realizado una investigación activa sobre materiales protésicos óseos que tienen una composición similar a la del hueso vivo, y la necesidad de un método para medir el contenido de carbono en estos materiales está aumentando.

Esta aplicación informa sobre TERS caracterización de sistemas binarios de fosfolípidos bicapas depositados sobre un lingo de cubierta recubierto de oro. Estas muestras se utilizan como modelos para visualizar directa y quimioselectivamente la distribución de un componente lipídico a escala nanométrica.

En las plantas se encuentra una amplia variedad de elementos. Algunos elementos existen para desempeñar papeles importantes como nutrientes o enzimas vegetales, y algunos elementos se acumulan inesperadamente debido a la contaminación ambiental. Aunque es importante comprender las concentraciones globales de elementos individuales desde una perspectiva nutricional y ecotoxicológica, la distribución de los elementos también es importante para comprender mejor los mecanismos del metabolismo y la absorción en las plantas.

La distribución elemental es importante para entender el metabolismo en muestras biológicas. Las muestras biológicas contienen agua o gas y, por tanto, no pueden medirse en un entorno de vacío completo porque se verían significativamente afectadas o dañadas. El modo único de vacío parcial o modo de purga con He-purga de la serie XGT-9000 permite el análisis de muestras biológicas sin comprometer la sensibilidad a los elementos ligeros.

Se identifican micronódulos de calcio dentro de las hojas de morera, y la imagen mapeada por XRF proporciona una correlación entre la concentración de nódulos y la edad de las hojas. En un estudio aparte, se investiga la absorción de contaminantes de elementos pesados por parte de las plantas, adquiriendo rápidamente imágenes de alta resolución para mostrar la distribución del plomo a través de la hoja.

Se ha investigado el efecto del zinc en la cicatrización de las úlceras gástricas: la imagen mapeada de muestras de tejido muestra evidencia de acumulación de zinc en el tejido ulcerado. En un estudio aparte, se ha analizado un otólito de pez ('hueso del oído') para revelar su composición elemental heterogénea y estructura física.

La espectroscopía Raman y la espectroscopía Raman por resonancia han demostrado ser herramientas de investigación importantes para investigar las relaciones estructura-función en enzimas.

Se utilizó una plataforma de imagen que combina microscopía Raman con tecnología mejorada de imagen en campo oscuro e hiperespectral para estudiar secciones de tejido pulmonar que contienen nanotubos de carbono. Permitía la identificación sencilla de las regiones que contenían los nanotubos de carbono seguida de una caracterización espectroscópica de la composición química.

La sílice es actualmente uno de los materiales industriales más importantes, cuyas nanopartículas se forman mediante un proceso sol-gel.

El estudio del oxígeno singlete (1O2) es de interés, principalmente, ya que es una especie altamente reactiva. Puede producirse mediante fotosensibilización, normalmente de una molécula como un tinte o porfirina. Así, mediante la selección adecuada del sensibilizante, la presencia de oxígeno y luz, puede generarse selectivamente 1O2. Desde un punto de vista biológico, tiene la capacidad de dañar y destruir células, lo que ha generado interés en su uso como agente anticancerígeno en la terapia fotodinámica (PDT).

Cualquier estudio de los factores ambientales que favorecen dicha caries es necesaria una evaluación analítica rápida y cuantitativa de la caries. Esta información es esencial para cualquier estudio sobre qué productos dentales son más eficaces para ralentizar o detener la caries.

Los desarrollos recientes de la tecnología CMOS permiten emplear imágenes de gran alcance por vida, con la capacidad de medir FLIM en tiempo real, para investigar muestras de móvil y cinética, así como la obtención remota de imagen.

Esta nota de aplicación describe la tecnología FLIM y su implementación utilizando los instrumentos FLIMera y InverTau de HORIBA. Estos instrumentos, basados en el conteo de fotones individuales correlacionados en el tiempo (TCSPC), mejoran la microscopía de fluorescencia proporcionando un mecanismo adicional de contraste basado en la vida útil de la fluorescencia.

Los accesorios de mezcla rápida para realizar mediciones de flujo detenido han encontrado aplicación para caracterizar interacciones y reacciones que ocurren en la solución.

Esta nota técnica describe la fluorescencia cinética como una técnica analítica para cuantificar especies no fluorescentes. La técnica se aplica para determinar la tiamina (vitamina B1) en solución.

La elección del grupo protector es de crucial importancia para el éxito de muchos pasos en la síntesis orgánica y la manipulación de moléculas polifuncionales, ya que pueden prevenir la formación de productos secundarios y reacciones no deseadas.

Este estudio demuestra la aplicación de la medición de la matriz de emisión de excitación para monitorizar las condiciones del medio de cultivo celular durante la proliferación de células de mamíferos.

Cuando el Dr. Charles Mazel, de Ciencias Físicas (Andover, MA), decidió realizar mediciones de fluorescencia de corales, comenzó a buscar el instrumento adecuado. El instrumento tendría que ser transportable y capaz de soportar el cabeceo y la guiñada a bordo de un barco.

Los procesos biológicos pueden rastrearse mediante el estudio de la expresión génica mediante un "faro molecular" (ADN monocatenario, ssDNA), un oligonucleótido en forma de horquilla con un fluoróforo (donante) y un apagador (aceptor).

La luz polarizada que impacta en una molécula fluorescente provoca fluorescencia polarizada. Esta emisión polarizada vuelve gradualmente a la fluorescencia no polarizada dependiendo de la difusión rotacional y otros factores.

Los espectros de fluorescencia de fluoróforos proteicos intrínsecos han sido estudiados extensamente y utilizados para investigar eventos biológicos. Los fluoróforos nativos en los tejidos humanos incluyen NADH, colágeno, elastina, triptófano, tirosina, porfirinas y FAD.

Los posibles beneficios para la salud derivados de la actividad antioxidante de la curcumina, comúnmente presente en la cúrcuma (Curcuma longa L), han despertado el interés de varios grupos de investigación.

Esta nota de aplicación explora el uso de Duetta para una aplicación común de absorbancia, la aplicación de la proteína A280.

A través de su software fácil de usar, Duetta permite diferentes mediciones relacionadas con biomoléculas como ADN, ARN y proteínas, incluyendo la concentración de proteínas, la pureza de ADN/ARN, la localización de la concentración de una muestra desconocida basada en una curva de calibración basada en estándares, pruebas de aprobado/suspenso y todas las mediciones estándar relacionadas con fluorescencia y absorbancia.

Se ha desarrollado un modelo murino para la aterosclerosis humana en el que los animales carecen de ApoE; estos animales se llaman ratones knock-out ApoE. Estas dos mediciones —los resultados de la aorta de un ratón knock-out con ApoE y los resultados del estudio químico— indican que los depósitos globulares contienen colesterol disuelto en ácidos grasos, por lo que pueden utilizarse como un indicador temprano del proceso de aterosclerosis en modelos animales durante el desarrollo de fármacos.

La espectroscopía Raman confocal está empezando a ser reconocida como una técnica de alto potencial para el estudio no invasivo de tejidos biológicos y piel humana bajo condiciones in vivo. La espectroscopía Raman puede aplicarse para obtener información sobre la composición molecular de la piel hasta varios cientos de micrómetros por debajo de la superficie cutánea.

Al acoplar la espectroscopía Raman con la microscopía, es posible obtener información espectral completa con una resolución espacial del orden de 1 μm. Sin embargo, Raman es un fenómeno débil y su sensibilidad no siempre es ideal, especialmente al analizar lo que a menudo son concentraciones relativamente bajas de componentes intracelulares.

La microscopía Raman es una técnica que ha demostrado ser muy valiosa en una amplia gama de aplicaciones. En la investigación biomédica, su relevancia para la identificación altamente selectiva de biomoléculas, incluyendo aminoácidos y proteínas, ADN/ARN y fármacos quimioterapéuticos, se está reconociendo rápidamente. Sin embargo, la eficiencia de la dispersión Raman es baja, los tiempos de recogida pueden ser largos y los límites de detección elevados.

La espectroscopía Raman se evaluó como un método no invasivo de análisis del ADN espermatozoide y la influencia de la irradiación UV sobre el espermatozoide. Los resultados muestran que la espectroscopía Raman, combinada con el análisis multivariante, proporciona información reproducible y precisa sobre el ADN de los espermatozoides y el efecto y localización del daño.

Cada vez se requieren más métodos rápidos y no invasivos para investigaciones clínicas y no clínicas en tejido biológicos. La imagen Raman a microescala puede responder a preguntas cruciales sobre la morfología del tejido cerebral de mono y la evolución estructural.

La identificación de microbios contaminantes es un importante tema de seguridad pública en muchos campos, como el control de la calidad de los alimentos y la fabricación de productos farmacéuticos y cosméticos. Investigaciones previas han demostrado el potencial de la espectroscopía Raman en combinación con métodos quimiométricos para investigar muestras a granel, así como una sola célula bacteriana y de levadura para la clasificación a nivel de especie y cepa.

Tradicionalmente, el Raman ha sido una técnica del científico de materiales, físico o químico, pero a medida que la instrumentación sigue evolucionando, el poder del Raman en aplicaciones biológicas y médicas se está reconociendo rápidamente, en parte debido al alto contenido de información proporcionado y a una excelente tolerancia al agua.

Reducir el tiempo de respuesta es un objetivo fundamental en el diagnóstico clínico. Evaluamos el poder de discriminación de la espectroscopía Raman al analizar microcolonias de nueve especies bacterianas y una especie de levadura directamente en un medio sólido tras un tiempo de incubación reducido de 6 horas (en comparación con las 24 horas de las macrocolonias). Este enfoque, que minimiza el tiempo de preparación y cultivo de la muestra, permitiría reanudar el cultivo tras la identificación para realizar pruebas posteriores de susceptibilidad a antibióticos.

En esta nota de aplicación, el SERS se utiliza para estudiar el comportamiento de la glicoproteína αIIbβ3, que desempeña un papel crítico en la trombosis (coagulación sanguínea patológica que puede reducir o detener completamente el suministro de sangre a tejidos y órganos, lo que puede provocar un infarto de miocardio o un ictus).

En este estudio, demostramos las capacidades del ViewSizer 3000 como instrumento de análisis de próxima generación basado en NTA para medir y caracterizar de manera precisa y eficiente las vesículas extracelulares (EV) mediante el tamaño y la concentración de partículas.

Las nanopartículas utilizadas para la administración de fármacos son un campo de investigación importante que combina las ciencias de la vida con la nanotecnología. Aunque la definición estricta de nanopartícula está entre 1 y 100 nm, podemos ampliar el rango superior de tamaño en el contexto de esta aplicación hasta aproximadamente 500 nm. La difracción láser ofrece la ventaja de poder medir partículas más grandes.

Se ha realizado una considerable investigación explorando el uso de nanopartículas compuestas por biopolímeros como vehículo de entrega de fármacos. Gran parte del análisis del tamaño de las partículas en este campo se ha realizado utilizando dispersión dinámica de la luz (DLS). Sin embargo, ciertos materiales presentan partículas más grandes que están fuera del rango superior de tamaño de la DLS, pero dentro de la capacidad de difracción láser.

Los liposomas son vesículas de doble capa hechas de fosfolípidos derivados de materiales naturales o sintéticos. Se utilizan principalmente en el campo farmacéutico para el tratamiento de cánceres como portadores de fármacos quimioterapéuticos hacia la zona tumoral. La medición precisa y rápida del tamaño de los liposomas es esencial para sistemas novedosos y efectivos de administración de fármacos.