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Posted in | Nanofluidics

Unter Verwendung Microfluidics, zum von Microdroplets Zu Machen, das Einzelne Moleküle von Zinsen Enthält

Published on September 22, 2009 at 7:51 PM

Ein nützliches neues Hilfsmittel für das Erstellen von chemischen Reaktionen zwischen einzelnen Molekülen Erfinden, haben Wissenschaftler am National Institute of Standards and Technology (NIST) microfluidics-the Manipulation von Flüssigkeiten am mikroskopischen Schuppe-zu machen microdroplets eingesetzt, die einzelne Moleküle von Zinsen enthalten. Indem sie diese neue microfluidic „Tröpfchen-aufnachfrage“ Methode mit „optischer Pinzette“ kombiniert, die mehrfache Tröpfchen mergen könnte und ihren molekularen Inhalt veranlaßt zu reagieren, führt die Forschung möglicherweise schließlich zu einen Vertrag, eine integrierte Installation für das Einholen von Einzelmolekül Informationen über die Zelle und eine Funktion von wichtigen organischen Materialien, wie Proteinen, Enzymen und DNS.

Die NIST-„Bedarfs“ Einzelmolekül Absinkenzufuhr: Wasserströme durch einen microfluidic Kanal, ungefähr 35 Mikrons breit und trägt eine schmale Zusammenziehung ein, wohin er in Tröpfchen zerbricht. Der Unterschied der Breite der Zusammenziehung ändert die Größe der Absinken und des Schnürens des Wassers mit gewünschten Molekülen gerade der rechten Konzentrationsursachen die resultierenden Tröpfchen, einzelne Moleküle von Zinsen 99 Prozent der Zeit oben auszuwählen. Kredit: C., López-Mariscal und K. Helmerson, NIST

Mit der Beihilfe Mitte NIST für Nanoscale-Wissenschaft Und Technik, erstellten Physiker López-Mariscal Carlos und Kristian Helmerson eine kleine microfluidic Einheit mit einem Kanal, durch den Wasserkanisterfluß. Zusammengedrückt in einen schmalen Strom durch eine Mischung von Schmierölen, deren Viskosität oder Strömungswiderstand, Druck auf ihr ausübt, trägt das Wasser dann eine schmale Zusammenziehung ein. Der plötzliche Druck des Wassers Absinken-begleitete von einem Gedankenstrich von Reinigungsmittelbrüchen seine Oberflächenspannung und spaltete es in kleine Tröpfchen auf. (Dieser gleiche Effekt tritt auf, wenn ein dünner Strom des Wassers fallend von einem Hahn in kleine Absinken. zerbricht)

Die Tröpfchengrößen sind in hohem Grade einheitlich und können justiert werden, indem sie die Breite der Zusammenziehung einstellen. Mit dieser Technik machten die Forscher Tröpfchen einen ungefähr Mikrometer herein Durchmesser-oder Hälfte ein attoliter (Hälfte Billionste Billionste eines Liters) im Volumen.

Im microfluidic Kanal wird das Wasser mit gewünschten Molekülen gerade der rechten Konzentration geschnürt, damit die resultierenden jede Tröpfchen im Durchschnitt gerade ein Molekül Zinsen aufheben. Innerhalb jedes Tröpfchens slosh die einzelnen Moleküle von Zinsen herum frei in der verhältnismäßig geräumigen Kugel, zusammen mit den Wassermolekülen, die die Masse jedes Tröpfchens bilden.

Indem sie Laserstrahlen verwenden, können die Forscher zwei oder mehr einzel-Molekül-enthaltene Tröpfchen verschieben, sie veranlassen zu verschmelzen, und die Reaktionen durch optische Methoden beobachten. Für ihre Anfangsreaktionen mischen die Forscher Leuchtstoffmoleküle, die verschiedene Farben ausstrahlen, aber in der Zukunft, stellen sich sie interessantere chemische Reaktionen, wie die zwischen einem Infektionserreger und einem Antikörper oder ein Chromosom und eine Droge vor. Die Forscher können ein Laserstrahl- in jedes mögliches gewünschte Muster und nicht nur einzelne Absinken dadurch einschließen, aber die Reihen von ihnen formen und neue Möglichkeiten für Einzelmolekül Spektroskopie erschließen.

* C., López-Mariscal und K. Helmerson. Optisches Abfangen von hydrosomes. Proc. SPIE, Vol. 7400, 740026 (2009).

Last Update: 13. January 2012 18:09

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