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Posted in | Nanosensors | Nanoanalysis

La Investigación Micra y de la Nano-Escala sobre el Anillo de Café Lleva Manera a Más Aplicaciones del Biosensor

Published on May 6, 2010 at 6:05 AM

El campo de biosensing ha encontrado recientemente a un socio inverosímil en la búsqueda para la sensibilidad creciente: anillos de café.

La próxima vez que usted derrama su café en un vector, mirada en la mancha dejada después de que el líquido se haya evaporado, y usted notará que tiene un anillo más oscuro alrededor de su perímetro que contenga una concentración mucho más alta de partículas que el centro.

Porque este “fenómeno del anillo de café” ocurre con muchos líquidos después de que se hayan evaporado, los científicos han sugerido que tales anillos se pueden utilizar para examinar sangre u otros líquidos para las etiquetas de plástico de la enfermedad usando los dispositivos biosensing. Pero una mejor comprensión de cómo estos anillos se comportan en el micro y la nano-escala serían probablemente necesarias para los bionsensors prácticos.

La “Comprensión transporte micro y de la nano-partícula dentro de evaporar gotitas líquidas tiene gran potencial para varias aplicaciones tecnológicas, incluyendo el uno mismo-ensamblaje del nanostructure, litografía que modela, capa de la partícula, y concentración y separación de la biomolécula,” dijo Chih-Ming Ho, el Profesor de Ben Rico-Lockheed Martin en la Escuela del UCLA Henry Samueli de la Ingeniería y de la Ciencia Aplicada y al director del Centro del UCLA para el Mando de la Célula. “Sin Embargo, antes de que poder dirigir los dispositivos biosensing para hacer estas aplicaciones, necesitamos conocer los límites definitivos de este fenómeno. Nuestra investigación giró Tan a la química física para encontrar los límites más inferiores de formación del café-anillo.”

Un grupo de investigación llevado por Ho, una pieza de la Academia de Ingeniería Nacional, ahora ha encontrado el umbral mínimo microscópico definitivo de la formación del café-anillo, que se puede utilizar para fijar los patrones para los dispositivos del biosensor para la detección múltiple de la enfermedad, así como otro utiliza. La investigación aparece en la aplicación actual el Gorrón de la Química Física B y es accesible en línea.

“Si consideramos sangre humana, o la saliva, tiene mucho micro y las moléculas o las partículas de la nano-escala que llevan la información importante de la salud,” dijo Tak-Cantar Wong, uno de los investigadores y de un escolar postdoctoral en la oficina Técnica del UCLA de la ingeniería mecánica y aeroespacial. “Si usted pone esta sangre o saliva en una superficie, y entonces se seca, estas partículas cerco en una región muy pequeña en el anillo. Al hacerlo, podemos cuantificar estos biomarkers por diversas técnicas que detectan, incluso si son muy pequeñas y en una pequeña cantidad en las gotitas.”

Como el agua se evapora de una gotita, las partículas que se suspenden dentro del movimiento líquido a los bordes de la gotita. Una Vez Que toda la agua se ha evaporado, las partículas se concentran en un anillo alrededor de la mancha de óxido que se deja detrás. Sin Embargo, si una gotita es bastante pequeña, el agua se evaporará más rápidamente que las partículas se mueven. Bastante que un anillo, habrá una concentración relativamente uniforme en la mancha de óxido, pues las partículas no han tenido suficiente tiempo de moverse a los bordes mientras que aún en el líquido.

“Es la competencia entre el calendario de la evaporación de la gotita y el calendario del movimiento de las partículas que dicta la formación del café-anillo,” dijo a Xiaoying Shen, el autor importante del papel y comandante mayor de la microelectrónica en la Universidad de Pekín en China, que trabajó en estos experimentos mientras que en los Escolares Disciplinarios Cruzados del UCLA en programa de la Ciencia y de la Tecnología (CSST) el verano pasado.

Para determinar la gotita más pequeña clasifique que todavía mostraría un anillo de café después de la evaporación, el equipo de investigación fabricó una superficie especial recubierta en un modelo del tablero que ofreció la alternancia hidrofílica, o amante del agua, material e hidrofóbica, o agua-repeliendo, material.

El grupo entonces puso las partículas del látex, colocando de tamaño a partir de 100 nanómetros a 20 nanómetros, en agua. Las partículas eran similares de tamaño a las proteínas de la enfermedad-etiqueta de plástico que los biosensores buscarían.

El grupo lavó la nueva superficie con el agua partícula-infundida. El agua restante se alineó como gotitas en las manchas hidrofílicas, como verificadores en un tablero. El grupo relanzó los experimentos con modelos de matriz más pequeños hasta que el fenómeno del café-anillo fuera no más evidente. Para el nanómetro 100 clasificó partículas, esto ocurrió en un diámetro de la gotita de aproximadamente 10 micrómetros, o cerca de 10 veces más pequeño que el ancho de un cabello humano. A este punto, el agua se evaporó antes de las partículas tenía suficiente tiempo de moverse al perímetro.

“Conociendo la talla mínima de este supuesto anillo de café nos conducirá en la fabricación de los biosensores más pequeños posibles,” Wong dijo. “Esto significa que podemos pila de discos millares, incluso millones, de pequeños micro-biosensores sobre una laboratorio-en-uno-viruta, permitiendo que una realice un gran número de diagnósticos médicos en una única viruta. Esto puede también abrir las puertas en potencialmente detectar enfermedades múltiples en una que se sienta.”

“Hay otra ventaja importante - este proceso entero es muy natural, él es apenas evaporación,” Wong agregó. “No necesitamos utilizar los dispositivos adicionales, tales como una fuente u otra de la corriente eléctrica los instrumentos sofisticados para mover las partículas. La Evaporación proporciona a una manera muy simple de concentrar partículas y tiene potencial en diagnóstico médico. Por ejemplo, concedieron los investigadores en la Universidad de Vanderbilt recientemente un Fondo de Investigación del Asiento de las Entradas para proponer el uso del fenómeno del café-anillo para la detección de la malaria en países en vías de desarrollo.”

Los investigadores están optimizando actualmente los parámetros de la formación de anillo y después explorarán la aplicación de esta aproximación hacia las tecnologías biosensing que se están desarrollando en Ho laboratorio.

Fuente: http://www.ucla.edu/

Last Update: 12. January 2012 21:40

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