標識基因的條碼

研究人員上週五推出了一種可能非常重要的工具，用它可以研製出更好的藥品，並且有希望能夠對付生物戰爭。
這種技術的設計意圖和1973年發明條碼的思路相似。條碼的目的是為了創造一種標準代碼系統，將其貼在每一種產品上，以區分於超市中的其他產品。
但是這種新型的奈米條碼不會出現在啤酒罐或麥片盒上。它們所記錄的是分子和細胞級別的物質。
賓州大學的基廷（Christine Keating）和SurroMed公司的納坦恩（Michael Natan）率領另外7名科學家，在週五的《科學》（Science）雜誌上發表了《次微觀金屬條碼》（Submicrometer Metallic Barcodes）一文。
「普通條碼可以讓人對超市中的商品數量和變化進行跟蹤，而這種條碼可以用極小的單位對生物分子數量進行跟蹤或計算，」納坦恩說。
這種技術需要細長的金屬條，其長度只有人頭髮寬度的1／20，由金和銀的金屬帶交替構成。金帶和銀帶像一串珠子，構成一個二進位碼以區分每一根金屬條。物質採樣的分子會包圍在這些金屬條上，就像船底上的藤壺一樣。
奈米條碼圖示
「我們總是認為條碼比雞塊和可樂罐都要小，」基廷說：「但是這種條碼卻不一樣，有很多微小的物質粘在條碼的外面。」
採樣附著在條碼上以後，研究人員就可以將所有的採樣都混合在一起，對這一聚合溶液做試驗，不必在500個試管中分別進行500次不同的試驗。
「比方說我需要1毫升的血液來做一個試驗，但是我要試驗500種不同的情況，」納坦恩說：「因此我需要500毫升的血液，也就是半個夸脫。有了這種技術，只需提取1毫升血液，就可以完成所有500個試驗。」
「但是又如何對測量的物件進行追蹤呢？納米條碼就可以方便地對採樣中進行的每個單獨試驗進行追蹤。」
現有的技術是依靠染色，來跟蹤採樣或溶液中的部分採樣，這種技術只能提供約100種標識。但是在基因研究中，研究人員需要追蹤成千上萬個採樣，比如基因等。沒有其他技術能夠提供這樣的追蹤能力。
西北大學的Charles E.和Emma H. Morrison化學教授凡度因（Richard van Duyne）在8月份出席美國化學協會會議，聽到基廷在會議中宣讀他的論文。
「我認為這種技術或許能夠應用在科學研究的每一個領域，」他說：「它甚至可以應用在消費性產品上。」
凡度因認為這種技術，在意義上可以和桑格（Frederick Sanger）在1974年發現區分DNA四種核甘酸的獨立標識相提並論。
「當時的發現，使人類可以對自身的基因進行排序，」他說：「而這種技術的標識能力要強得多。它必將加速和促進未來的基因排序專案。」
基廷表示，遺傳學是納米條碼技術可以立即投入應用的領域之一。
「我們設想可以為人類基因組中成千上萬個基因加上各自的條碼標識。」他說。
凡度因表示，這只是這種技術的許多應用領域之一。
「找個從沒聽說過這種技術的人，然後花個五分鐘解釋給他聽，他會說『哇，我怎麼沒想到？』」他說：「這種情況在科學研究中並不多見。我認為這是一種真正的魅力：它極為簡單，卻又極為智慧化，而且有很廣的應用基礎。」