华人学者：取代双向电泳的新技术

麻省理工学院(MIT)新型分子 筛(molecular sieve)能够加速对蛋白的精确分类，有望协助疾病的检测和治疗。

分析复杂生物溶液，如血液中的蛋白对于研究患病机理和发展新型治疗手段越发重要。MIT机械工程部研究生傅建平(Jianping Fu，音译)率领的研究小组，设计出一种埋在硅芯片中的筛网，能够对包含蛋白的生物样本进行分离。研究结果相继刊登于《Physical Review Letters》、《Virtual Journal of Biological Physical Research 》、《Virtual Journal of Nanoscale science and Technology》等杂志。

目前实验室分离蛋白常用凝胶电泳 (gel electrophoresis)法，这种方法的弊端在于一是凝胶的筛孔大小不同，结果不够准确;二是耗时;三是研究人员对分离过程本身还没有弄清。傅建平等利用微细技术得到的新型分子筛只有指甲大小，筛网上覆盖了成千上万个纳米级别大小、形状均一的网孔，能够根据蛋白大小和形状的不同对蛋白进行检测。

MIT电子工程和生物工程副教授Jongyoon Han说：“没有人能够准确测量凝胶筛孔大小。利用我们的纳米孔系统，可以对筛孔大小进行精确控制，所以能够控制筛选蛋白分子的过程。”这就意味着，蛋白可以被有效分离。(筛网的结构是以Han早期在康奈尔大学(Cornell University)分析长片段DNA时所用工具为基础设计的)。

新型筛网的理论基础是Ogston 筛分模型。此模型推断蛋白要经过深区和浅区形成的能垒(energy barriers)，能垒根据蛋白的大小对蛋白进行分离。越小的分子运动的越快，大分子因为运动缓慢被落在后面。研究人员从分离好的蛋白组分中获取疾病标记蛋白(biomarker proteins)等目的蛋白，通过观察这些标记蛋白，能够在发病早期甚至在病状出现以前对疾病进行检测，以便做出合理的治疗方案。

凝胶电泳的原理被认为是Ogston 筛分模型，但一直没有确切的实验证据。MIT研究人员肯定他们的分子筛的原理就是Ogston 筛分模型。Han说：“这是首次用实验证实Ogston 筛分模型，尽管此模型已经被利用了50多年。我们可以精确控制筛孔的大小，改变筛孔的形状以研制出更好的分离系统。”

傅建平说，这种筛网能够取代凝胶电泳，为研究Ogston 筛分模型提供理想的物理平台并且有望取代双向电泳进行biomarker，以对某些疾病提早进行检测和治疗。