单粒子技术帮助化学工程师研究潜在的制造能力 疫苗和基因治疗的方法。
病毒不容易表征。但我们需要这样做，因为能够快速 预测病毒的表面电荷为疫苗纯化开辟了新的可能性 以及针对眼部疾病和肌肉萎缩症的基因疗法。
关于研究员
Caryn Heldt，导演健康研究所在足球比赛结果，资助研究病毒表面化学 通过国家科学基金会的教师早期职业发展（CAREER） 程序。她的最新论文发表于，专注于利用表面电荷来确定病毒的等电点，这是一种常见的 表征病毒的方法。
创新之处在于，她没有使用批量表征，而是使用单粒子 方法。
“所以我们有这些批量方法，我们将病毒放入溶液中，然后我们表征 解决方案，”Heldt 说，他也是生物工程领域的 James 和 Lorna Mack 主席 和副教授化学工程。 “但是如果你的病毒没有完全纯化——这也很难做到——那么 您对批量解决方案的表征意味着您正在表征一切 在该解决方案中。”
为了提高这种表征的准确性，Heldt 建议使用单粒子 使用原子力显微镜（AFM）的方法。 AFM探针之间的粘附力 并且可以测量粘性病毒表面——这被称为化学力显微镜 （CFM）。
“病毒是具有许多不同化学成分的复杂分子 赫尔特说，并补充说，作为一个大而复杂的分子，病毒可以到达其 当其所有负电荷和正电荷平衡时的等电点。 “在某个特定的 pH值，病毒带中性电荷。所以如果我们希望病毒带正电荷 我们将 pH 值设置为低于等电点，反之亦然。”
这意味着 Heldt 的团队可以使 AFM 探针呈阳性或阴性，然后扫描 解决不同 pH 值的溶液以确定病毒的等电点。为了验证这一点 该方法有效，研究小组使用了两种病毒：无包膜猪细小病毒（PPV）， 具有详细记录的等电点和包膜牛病毒性腹泻 病毒（BVDV），没有已知的等电点。方法相匹配。
赠款和资助
美国国家科学基金会 NSF (CAREER-1451959)
“所以现在我们可以尝试用少量的量来预测色谱条件 病毒，”赫尔特说，并解释说色谱法使用表面电荷来确定 医学测试或疫苗纯化中是否存在病毒。 “还有，我们 初步数据表明这可能有助于制造病毒 可以被修改并用于针对特定基因来帮助治疗肌肉等疾病 营养不良和一些视网膜疾病。”
对于色谱法和基因治疗来说，少即是多。在身体或疫苗中， 不需要太多病毒就能造成严重破坏；单粒子方法可以提供更多 用较小的样本来回答。对于基因治疗，使用一堆无活性的病毒衣壳 身体的免疫系统会对抗并不是理想的治疗方法； CFM 可以更轻松地 区分非活性衣壳和活性衣壳，然后可以将其纯化以获得更有效的 治疗。
作为一名生物医学工程师，Heldt 热衷于弥合对以下问题的基本理解： 病毒化学及其应用。通过完善病毒特征，单颗粒 方法可以简化多个医疗流程，包括疫苗生产和 基因治疗制造。
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