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Posted in | Nanosensors | Nanoanalysis

对环形咖啡糕的微型和纳诺缩放比例研究导致方式更多生理传感器应用

Published on May 6, 2010 at 6:05 AM

biosensing 的域最近寻找搜寻的不太可能合作伙伴对增加的区分: 环形咖啡糕。

当下次您溢出您的在表的咖啡,看看这个地点,在液体蒸发了和后您注意它有更加黑暗的环形在比这个中心包含微粒更高的浓度的其外围附近。

由于此 “环形咖啡糕”现象发生与许多液体,在他们蒸发了后,科学家建议通过使用 biosensing 的设备,这样环形可以为检查血液或其他流体使用疾病标记的。 但是更好的了解对这些环形如何正常运行在微型和纳诺缩放比例很可能为实用的 bionsensors 是需要的。

“了解在蒸发液体小滴内的微型和纳米颗粒运输有在几种技术应用的巨大潜在,包括 nanostructure 自集合,仿造的石版印刷,微粒涂层,并且原生质浓度和分隔”,在工程和应用科学加州大学洛杉矶分校亨利 Samueli 学校教授和主任说 Chih-Ming Ho,本富有洛克希德马丁加州大学洛杉矶分校中心的细胞控制。 “然而,在我们可以设计 biosensing 的设备执行这些应用前,我们需要认识此现象明确限额。 因此我们的研究转向物理化学查找咖啡环形形成低限”。

研究小组导致由 Ho,国家工程研究院的成员,现在找到咖啡环形形成明确微观最小的阈值,可以用于规定生理传感器设备的标准多个疾病检测的,以及其他使用。 这个研究出现于物理化学 B 日记帐的现期杂志并且是可以在网上进行。

“如果我们考虑人血或者唾液,它有很多微型,并且传播重要健康信息的纳诺缩放比例分子或微粒”,达唱越共,一说研究员和一位博士后的学者加州大学洛杉矶分校机械和航天工程学的工程部的。 “如果您在表面上把此血液或唾液放,它然后烘干,这些微粒在环形的一个非常小的区域将收集。 通过这样执行,我们可以用多种感觉的技术定量这些生物标志,即使他们是非常小和在小滴的少量”。

水从小滴蒸发,被暂停在液体移动里面向小滴的边缘的微粒。 一旦所有这杯水蒸发了,微粒在被忘记的污点附近的环形集中。 然而,如果小滴是足够小的,这杯水比微粒移动快速地将蒸发。 而不是环形,将有在这个污点的相对地统一浓度,因为微粒没有足够的时间移动向边缘,而仍然在液体。

“它是在小滴的蒸发的时标和指明咖啡环形形成微粒移动的时标的之间竞争”,在北京大学说 Xiaoying 沈、本文的主要作者和一个高级微电子学少校在中国,在这些实验运作,当在去年夏天科学技术 (CSST) 时程序的加州大学洛杉矶分校交叉纪律学者。

要确定在蒸发以后将显示环形咖啡糕的最小的小滴请估量,研究小组制造了水排斥特殊的表面涂上在以交替亲水为特色的棋盘模式,或者水喜欢,物质和疏水或者,材料。

这个组在水中然后安置了乳汁微粒,排列从 100 毫微米到在大小上 20 毫微米。 微粒在大小上类似于生理传感器将寻找的疾病标记蛋白质。

这个组洗涤了新的表面用微粒被灌输的水。 这杯剩余的水排队了作为在亲水地点的小滴,很象棋盘的验查员。 这个组重复了与更小的网格图形的实验,直到咖啡环形现象不再是明显的。 对于 100 毫微米大小的微粒,这小于人发的宽度发生了在大约 10 个测微表小滴直径或者大约 10 次。 这时,这杯水在微粒前蒸发了有足够的时间移动向这个外围。

“认识此所谓的环形咖啡糕的最小的范围在使将引导我们最小的生理传感器成为可能”,越共说。 “这意味着我们可以包装千位,甚而百万,在实验室在筹码上的小的微型生理传感器,允许一进行在一个唯一筹码的很大数量的医疗诊断。 这可能对潜在检测在一个的多个疾病也打开门坐”。

“有另一个重要好处 - 此全部的进程是非常自然的,它是蒸发”,越共补充说。 “我们不需要使用另外的设备,例如一个电能来源或其他复杂的仪器移动微粒。 蒸发提供集中微粒一个非常单一方式并且有潜在医疗诊断。 例如,范德堡大学的研究员在发展中国家最近被授予了建议使用的一个门基础研究经费疟疾检测的咖啡环形现象”。

研究员当前优选成环参数,并且然后测试此途径的应用往在 Ho 实验室被开发的 biosensing 的技术。

来源: http://www.ucla.edu/

Last Update: 12. January 2012 21:17

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