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Posted in | Nanofluidics

Usando Microfluidics Para Fazer Microdroplets que Contem Únicas Moléculas do Interesse

Published on September 22, 2009 at 7:51 PM

Inventando uma nova ferramenta útil para criar reacções químicas entre únicas moléculas, os cientistas no National Institute of Standards and Technology (NIST) empregaram a manipulação do microfluidics-the dos líquidos no microscópico escala-a fazem os microdroplets que contêm únicas moléculas do interesse. Combinando este método microfluidic novo da “gota-em-procura” com “a pinça óptica” que poderia fundir gotas múltiplas e faz com que seus índices moleculars reajam, a pesquisa pode finalmente conduzir a um estojo compacto, instalação integrada para obter a informação da único-molécula na estrutura e na função de materiais orgânicos importantes, tais como proteínas, enzimas, e ADN.

O distribuidor “por encomenda” da gota da único-molécula do NIST: Os Volume de água através de um canal microfluidic, aproximadamente 35 mícrons de largura, e incorporam uma constrição estreita aonde quebre acima em gotas. Variar a largura da constrição muda o tamanho das gotas e de atar a água com as moléculas desejadas apenas das causas direitas da concentração as gotas resultantes escolher acima únicas moléculas do interesse 99 por cento do tempo. Crédito: C. López-Mariscal e K. Helmerson, NIST

Com o auxílio do Centro do NIST para a Ciência e a Tecnologia de Nanoscale, os físicos Carlos López-Mariscal e Kristian Helmerson criaram um dispositivo microfluidic minúsculo com um canal por que a água pode passar. Espremido em um córrego estreito por uma mistura dos petróleos cuja a viscosidade, ou a resistência ao fluxo, exercem a pressão nela, a água a seguir incorpora uma constrição estreita. A pressão abrupta da água gota-acompanhou por um traço das detergente-rupturas sua tensão de superfície, rachando a em gotas pequenas. (Este mesmo efeito ocorre quando um córrego fino da água que cai de um torneira quebrar acima em gotas pequenas.)

Os tamanhos da gota são altamente uniformes e podem ser ajustados ajustando a largura da constrição. Com esta técnica, os pesquisadores fizeram a gotas aproximadamente um micrômetro dentro diâmetro-ou a metade de um attoliter (metade um bilionésimo de um bilionésimo de um litro) no volume.

No canal microfluidic, a água é atada com as moléculas desejadas apenas da concentração direita, de modo que as gotas resultantes cada pegarem em média apenas uma molécula do interesse. Dentro de cada gota, as moléculas individuais do interesse chapinham ao redor livremente na esfera relativamente espaçoso, junto com as moléculas de água que compo o volume de cada gota.

Usando raios laser, os pesquisadores podem mover dois ou mais gotas decontenção, para fazer com que coalesçam, e para observar as reacções com os métodos ópticos. Para suas reacções iniciais, os pesquisadores estão misturando as moléculas fluorescentes que se emitem cores diferentes, mas no futuro, prevêem umas reacções químicas mais interessantes, tais como aqueles entre um agente infeccioso e um anticorpo, ou um cromossoma e uma droga. Os pesquisadores podem dar forma a um raio laser em todo o teste padrão desejado e desse modo prender não somente únicas gotas, mas às disposições deles, abrindo possibilidades novas para a espectroscopia da único-molécula.

* C. López-Mariscal e K. Helmerson. Caça com armadilhas Óptica dos hydrosomes. Proc. SPIE, Vol. 7400, 740026 (2009).

Last Update: 13. January 2012 15:36

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