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

Исследование Микро- и Nano-Маштаба на Кольце Кофе Водит Путь к Больше Применений Биосенсора

Published on May 6, 2010 at 6:05 AM

Поле biosensing недавно нашло маловероятный соучастник в поисках для увеличенной чувствительности: кольца кофе.

В следующий раз вы разливаете ваш кофе на таблице, взгляд на выйденном пятне после того как жидкость испарится, и вы заметите что оно имеет более темное кольцо вокруг своего периметра который содержит гораздо высокее концентрацию частиц чем центр.

Потому Что это «явление кольца кофе» происходит с много жидкостей после того как они испарялись, научные работники предложили что такие кольца можно использовать для рассматривать кровь или другие жидкости для отметок заболеванием путем использование biosensing приборов. Но более лучшее вникание как эти кольца поступают на микро- и nano-маштаб вероятно были бы необходимы для практически bionsensors.

«Понимать перевозка микро- и nano-частицы в пределах испарять жидкостные капельки имеет большой потенциал для нескольких технологических применений, включая собственн-агрегат nanostructure, литографирование делая по образцу, покрытие частицы, и концентрация и разъединение биомолекулы,» сказал Chih-Ming Ho, Профессора Бен Богатые люди-Lockheed Мартина на Школе UCLA Генри Samueli Инджиниринга и Прикладной Науки и директор Центра UCLA для Управления Клетки. «Однако, прежде чем мы можем проектировать biosensing приборы для того чтобы сделать эти применения, нам нужно знать окончательные пределы этого явления. Так наше исследование повернуло к физической химии для того чтобы найти нижние пределы образования кофе-кольца.»

Исследовательская группа водить Ho, член Национальной Академии Инджиниринга, теперь нашла окончательный микроскопический минимальный порог образования кофе-кольца, могущие понадобиться для того чтобы установить стандарты для приборов биосенсора для множественного обнаружения заболеванием, так же, как другое пользы. Исследование кажется в настоящий вопрос Журнала Физической Химии B и доступное он-лайн.

«Если мы рассматриваем людскую кровь, или слюну, то она имеет много микро- и молекулы или частицы nano-маштаба которые носят важные данные по здоровья,» сказал Tak-Петь Wong, один из исследователей и postdoctoral эрудита в UCLA Техническийа Отдел механически и авиакосмического машиностроения. «Если вы кладете эти кровь или слюну на поверхность, и после этого оно сушит, то эти частицы будут собраны в очень малой зоне в кольце. Путем делать так, мы можем квантифицировать эти biomarkers различными воспринимая методами, даже если они очень малы и в небольшом количестве в капельках.»

По Мере Того Как вода испаряется от капельки, частицы которые ы внутри жидкостного движения к краям капельки. Как Только полностью вода испарялась, частицы сконцентрированы в кольце вокруг пятна которое выйдено позади. Однако, если капелька мала достаточно, то вода испарится более быстро чем частицы двигают. Вернее чем кольцо, будет относительно равномерная концентрация в пятне, по мере того как частицы не имели достаточное время двинуть к краям пока все еще в жидкости.

«Конкуренция между timescale испарения капельки и timescale движения частиц которое диктует образование кофе-кольца,» сказало Xiaoying Shen, ведущего автор бумаги и старший майор микроэлектроники на Пекинском Университете в Китае, который работал на этих экспериментах пока на Эрудитах UCLA Перекрестных Подштрафных в программе Науки и Техники (CSST) последнее лето.

Для того чтобы определить самую малую капельку определите размер которая все еще показала бы кольцо кофе после испарения, научно-исследовательская группа изготовил специальную поверхность покрынную в картине шахматной доски которая отличала чередовать гидрофильный, или вод-любящую, материальную и гидродобную, или вод-оттолкнутую, материал.

Группа после этого установила частицы латекса, колебаясь в размере от 100 нанометров до 20 нанометров, в воде. Частицы были подобны в размере к протеинам заболевани-отметки которые биосенсоры искали бы.

Группа помыла новую поверхность с частиц-настоянной водой. Остальная вода выровнялась вверх как капельки на гидрофильных пятнах, больше как контролеры на шахматной доске. Группа повторила эксперименты с более малыми картинами решетки до тех пор пока явление кофе-кольца не будет больше не очевидно. Для нанометра 100 определил размер частицы, это произошло на диаметре капельки приблизительно 10 микрометров, или около 10 временах мало чем ширина человеческих волос. На этой стадии, вода испарилась перед частицами имела достаточное время двинуть к периметру.

«Знающ минимальный размер этого так называемого кольца кофе направит нас в делать самые малые биосенсоры возможной,» Wong сказал. «Это значит что мы можем упаковать тысячи, даже миллионы, малых микро--биосенсоров на лаборатори-на--обломок, позволяющ одному выполнить большое количество медицинских диагностик на одиночном обломоке. Это может также раскрыть двери к потенциально обнаруживать множественные заболевания в одном сидя.»

«Другое важное преимущество - этот весь процесс очень естественн, оно как раз испарение,» Wong добавил. «Нам не нужно использовать дополнительные приборы, как источник электропитания или другое изощренные аппаратуры для того чтобы двинуть частицы. Испарение обеспечивает очень простой путь концентрировать частицы и имеет потенциал в медицинском диагнозе. Например, исследователям на Университете Vanderbilt недавно наградили Фонд Исследования Учредительства Стробов для предлагать пользу явления кофе-кольца для обнаружения маларии в развивающаяся страна.»

Исследователя в настоящее время оптимизируют параметры образования кольца и после этого исследуют применение этого подхода к biosensing технологиям которые начинаются в Ho лаборатории.

Источник: http://www.ucla.edu/

Last Update: 12. January 2012 22:58

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