Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Nanofluidics

Χρησιμοποιώντας μικρορευστομηχανικών να Κάνετε μικροσταγόνες περιέχουν μεμονωμένα μόρια ενδιαφέροντος

Published on September 22, 2009 at 7:51 PM

Εφευρίσκοντας ένα χρήσιμο νέο εργαλείο για τη δημιουργία χημικών αντιδράσεων μεταξύ των μεμονωμένων μορίων, οι επιστήμονες στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) έχουν απασχολούνται μικρορευστομηχανικών-το χειρισμό των υγρών σε μικροσκοπική κλίμακα-να μικροσταγόνες που περιέχουν μεμονωμένα μόρια των τόκων. Με το συνδυασμό αυτό το νέο microfluidic "σταγόνα-on-demand" μέθοδος με "οπτική λαβίδα" που θα μπορούσε να συγχωνεύσει πολλαπλά σταγονίδια και προκαλούν μοριακή το περιεχόμενό τους να αντιδράσουν, η έρευνα μπορεί τελικά να οδηγήσει σε ένα συμπαγές, ολοκληρωμένο πλαίσιο για την απόκτηση ενός μορίου πληροφορίες σχετικά με την δομή και λειτουργία των σημαντικών οργανικών υλικών, όπως οι πρωτεΐνες, ένζυμα, και το DNA.

Το NIST "on-demand" ένα μόνο μόριο σταγονόμετρο: ρέει νερό μέσα από ένα microfluidic κανάλι, περίπου 35 μικρών ευρεία, και εισέρχεται σε ένα στενό συστολή όπου σπάει σε σταγονίδια. Μεταβάλλοντας το πλάτος της συστολής αλλάζει το μέγεθος των σταγόνων και το δέσιμο το νερό με το επιθυμητό μόρια ακριβώς τη σωστή συγκέντρωση προκαλεί το αποτέλεσμα σταγονίδια για να πάρει μεμονωμένα μόρια ενδιαφέροντος 99 τοις εκατό του χρόνου. Credit: Γ. López-Mariscal και Κ. Helmerson, NIST

Με τη βοήθεια του Κέντρου NIST για Νανοκλίμακα Επιστήμης και Τεχνολογίας, οι φυσικοί Carlos López-Mariscal και Kristian Helmerson δημιούργησαν μια μικροσκοπική συσκευή microfluidic με ένα κανάλι μέσω του οποίου το νερό μπορεί να ρέει. Συμπιεστεί σε ένα στενό ρεύμα από ένα μίγμα ελαίων των οποίων το ιξώδες, ή αντίσταση στην ροή του, ασκεί πίεση πάνω του, το νερό εισέρχεται στη συνέχεια, ένα στενό συστολή. Απότομη πτώση-συνοδεύεται πίεση του νερού από μια εξόρμηση του απορρυπαντικού-διαλείμματα επιφανειακή τάση του, χωρίζοντας το σε μικρά σταγονίδια. (Αυτό το ίδιο αποτέλεσμα συμβαίνει όταν ένα λεπτό ρεύμα του νερού πέφτει από μια βρύση σπάει σε μικρές σταγόνες.)

Τα μεγέθη σταγονιδίου είναι εξαιρετικά ομοιογενές και μπορεί να συντονιστεί με την προσαρμογή του πλάτους της συστολής. Με αυτήν την τεχνική, οι ερευνητές έκαναν σταγονίδια περίπου ένα μικρόμετρο έχει διάμετρο-ή μισή attoliter (μισό δισεκατομμυριοστό του δισεκατομμυριοστού του λίτρου) σε όγκο.

Στο microfluidic κανάλι, το νερό είναι δεμένη με την επιθυμητή μόρια ακριβώς τη σωστή συγκέντρωση και επομένως, με αποτέλεσμα τα σταγονίδια κάθε πάρει κατά μέσο όρο μόλις ένα μόριο ενδιαφέροντος. Μέσα σε κάθε σταγόνα, τα επιμέρους μόρια του λάσπη ενδιαφέρον γύρω από ελεύθερα στο σχετικά ευρύχωρο χώρο, μαζί με τα μόρια του νερού που συνθέτουν το μεγαλύτερο μέρος της κάθε σταγόνας.

Χρησιμοποιώντας ακτίνες λέιζερ, οι ερευνητές μπορούν να κινηθούν σε δύο ή περισσότερα από ένα μόνο μόριο που περιέχουν σταγονίδια, να τους αναγκάσει να συγχωνευτούν, και να παρατηρήσει τις αντιδράσεις με οπτικές μεθόδους. Για τις αρχικές αντιδράσεις τους, οι ερευνητές έχουν ανάμειξη φθορίζοντα μόρια που εκπέμπουν διαφορετικά χρώματα, αλλά στο μέλλον που οραματίζονται πιο ενδιαφέρον χημικές αντιδράσεις, όπως αυτές μεταξύ ενός μολυσματικού παράγοντα και ένα αντίσωμα ή ένα χρωμόσωμα και ένα φάρμακο. Οι ερευνητές μπορεί να διαμορφώσει μια ακτίνα λέιζερ σε κάθε επιθυμητό σχήμα και ως εκ τούτου παγίδα όχι μόνο και μόνο σταγόνες, αλλά συστοιχίες από αυτούς, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για τη φασματοσκοπία ένα μόνο μόριο.

* Γ. López-Mariscal και Κ. Helmerson. Οπτική παγίδευση hydrosomes. Proc. SPIE, Vol. 7400, 740.026 (2009).

Last Update: 3. October 2011 21:17

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit