http://www.physorg.com/news153592196.html
February 11th, 2009
(PhysOrg.com) -- 當科學家需要偵測與分析 DNA 或微量的生物武器，又或許是某種環境污染物時，他們有極大的機會轉而使用一種實驗室技術，稱為電泳（electrophoresis）-- 或它的眾多表親之一。這種多才多藝的程序如此普遍，以致於科學家在 2007 年因利用它而發表的研究，是以每小時超過一篇以上的論文這種速度來計算。但即便電泳用於日常實驗中，例如基因定序或臨床分析，但要創造新的實驗變化時卻可以難如登天，因為這種技巧能夠錯綜複雜且難以捉摸。
為了洗刷這些困難性，史丹佛工程師釋出了一套自由的、開放原碼的軟體，那能大幅減輕實驗設計與問題排除，使新醫學與化學的發現之途更加順利。Spresso（譯註：名稱應來自於 Espresso 義式濃縮咖啡），可以在 http://microfluidics.stanford.edu 下載，對於試圖做那些之前沒人做過的實驗的研究者而言，猶如雙倍濃縮（double shot）咖啡因。
"這套軟體提供了一種新工具，可用來設計複雜的電泳問題並將它們最佳化，" 機械工程副教授 Juan Santiago 說，一篇描述 Spresso 的論文的資深作者，該論文發表在上個月的 Journal of Chromatography A。機械工程與航太工程教授 Sanjiva Lele 則是一位共同作者。"這套演算法比目前最先進的工具快 75 倍，而且開放原碼的特色意味著它能夠適應新問題，" Santiago 說。
快 75 倍的效能，因 Spresso 獨特的數值化演算法而得以成為可能，意味著為了一個結果等上一晚，或是在數分鐘內得到它這樣的差別，Moran Bercovici 說，航太工程博士生，以及本論文第一作者。Spresso 讓科學家能重複進行整個試驗的變化，比在實驗室中倚賴嘗試錯誤快了許多。
電泳涉及到將一帶電分子，例如 DNA 或某種爆炸性化合物，置入一介質中，例如某種液體，並利用電場使它移動通過一偵測器。然而，起因於與電場、化學反應與其他現象，同步產生交互作用的行為，使得事情沒這麼簡單。使 Spresso 領先其他軟體程式地方在於，它能夠說明分散效應（account for dispersion effects）能力，那能降低目標化學物質的濃度，到它變得無法溶解的程度。
利用這套軟體，研究將藉由使用一種超過 400 種化學物質、電場、流動控制方法與其他變量的資料庫，迅速且精確預測他們的實驗將如何運行，Bercovici 說。他們亦能使用該軟體來排除困難與精練他們的實驗。
Bercovici 與機械工程畢業生 Robert D. Chambers，已使用 Spresso 來設計電泳實驗，包括一種相關的程序，稱為「等距電泳法（isotachophoresis，等速電泳法）」，在其中他們藉由感知特別隱匿的毒性化學物質對於周遭介質的效應，而能夠成功但迂迴的偵測到它們。
"電泳使某些現在是科學最前線的技術得以成為可能，例如基因體或蛋白質體，" Chambers 說。"利用 Spresso，人們現更能將化學分析最佳化，那不難想像，這些進展將幫助我們檢測用其他方式會因濃度太低而無法偵測到的癌症標記。"
Spresso: http://microfluidics.stanford.edu/spresso/2008/09/introducing-spresso.html
※ 相關報導：
＊ Open source simulation tool for electrophoretic stacking, focusing, and separation
http://dx.doi.org/10.1016/j.chroma.2008.12.022
Moran Bercovici, Sanjiva K. Lele, and Juan G. Santiago＊ 能瞬間將 DNA、細胞、分子分離的新技術
Journal of Chromatography A
Volume 1216, Issue 6, 6 February 2009, Pages 1008-1018
doi: 10.1016/j.chroma.2008.12.022
＊ 科學家發現挑選幹細胞的新方法
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