Un equipo de investigadores de la Universidad de Bristol ha utilizado fuerzas ultrasónicas para modelar con precisión miles de gotitas microscópicas a base de agua. Cada gotita se puede diseñar para realizar un experimento bioquímico, que podría allanar el camino para un laboratorio altamente eficiente-chip con aplicaciones futuras en descubrimiento de fármacos y diagnóstico clínico.
En un nuevo estudio publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza , un equipo interdisciplinario de los departamentos de química, física e ingeniería de Bristol, ha demostrado un método sin contacto para modelar gotas acuosas codificadas químicamente en una matriz bidimensional bajo el agua.
El método utiliza fuerzas ultrasónicas combinadas con la tecnología de gotas para crear espontáneamente un patrón muy uniforme de gotas a base de agua funcionales de baja tensión superficial. Las matrices pueden considerarse como un nuevo tipo de plataforma altamente paralela para realizar análisis de alto rendimiento en aguapara el descubrimiento de fármacos, el diagnóstico clínico y la cristalización de proteínas. La capacidad de realizar miles de experimentos a microescala simultáneamente conducirá a tecnologías de laboratorio en un chip más eficientes.
Las tecnologías de diseño actuales requieren mezclas de aceite y agua o exposición en una superficie seca para lograr conjuntos de gotas de alta tensión superficial. Esto significa que muchas reacciones bioquímicas a base de agua son difíciles de realizar. El nuevo método evita estos problemas modelando el agua.gotas a base de agua en una cámara llena de agua sometida a una onda acústica estacionaria.
Al controlar la composición de las gotas y diseñar el campo acústico, los investigadores han producido conjuntos muy uniformes de gotas o agregados de gotas dispuestos en celosías cuadradas. El tamaño de las gotas, el espaciado y las propiedades de fijación a la superficie podían controlarse dinámicamente y ser reversibles.Las gotas también pueden cargarse con proteínas, enzimas, ADN, polisacáridos, nucleótidos, nanopartículas o micropartículas, y usarse en reacciones químicas a pequeña escala.
Bruce Drinkwater, profesor de ultrasonidos y jefe del grupo de investigación de pruebas ultrasónicas y no destructivas UNDT, por sus siglas en inglés, dijo: "A medida que se forman las gotas coavervadas, las fuerzas ultrasónicas las adhieren y modelan. La uniformidad de las gotas es increíble"Estoy convencido de que esta tecnología tendrá muchas aplicaciones en la próxima generación de aplicaciones de laboratorio en un chip".
El profesor Stephen Mann, del Centro de Investigación de Protolife de Bristol, agregó: "El método de diseño acústico amplía significativamente el alcance de las tecnologías actuales de microarrays. Ahora deberíamos ser capaces de desarrollar dispositivos capaces de mantener señales químicas entre las gotas tambiéncomo permitir respuestas espaciales y temporales a condiciones cambiantes en el entorno externo. Esto nos permitirá explotar las gotas de líquido atrapadas acústicamente como una comunidad 2D de protocélulas libres de membrana organizadas espacialmente ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Bristol . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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