Greg Madejski contuvo el aliento mientras miraba al microscopio, tratando de soldar dos chips del tamaño de una uña: un pequeño chip que contiene un nanofiltro en la parte superior de otro chip con un sensor de ADN.
Fue un trabajo frustrante. Los chips no estaban haciendo buen contacto entre sí. Madejski tocó suavemente los chips y luego miró por encima del microscopio.
y exhalado
La repentina ráfaga de aire caliente barrió el nanofiltro, transfiriéndolo al sensor, justo en el blanco. El "accidente" llevó a Madejski a una idea importante: el vapor de agua en su aliento se había condensado en el dispositivo, haciendo que el nanofiltro seadherirse muy bien al sensor.
"Fue como un tatuaje temporal realmente de alta tecnología que creé por accidente; ¡lamer y pegar!", Dice el estudiante de doctorado en el laboratorio de James McGrath, profesor de ingeniería biomédica en la Universidad de Rochester.
Y así es como el vapor de agua se convirtió en parte integral del desarrollo y diseño de un nuevo dispositivo para detectar biomarcadores de ADN afiliados a la enfermedad. Creado por el laboratorio de McGrath en colaboración con el profesor Vincent Tabard-Cossa y el estudiante graduado Kyle Briggs de la Universidad de Ottawa, elel dispositivo se describe en un artículo publicado en línea en Nano Letters. El artículo y una imagen de la animación casera de Madejski del dispositivo en funcionamiento, se destacarán en la portada de la edición impresa de febrero de 2018.
'Una estructura notable'
El dispositivo se compone de tres capas ultrafinas :
La disposición crea una nanocavidad llena con menos de un femtolitro de fluido, o aproximadamente un millón de veces más pequeña que las gotas de lluvia más pequeñas.
Durante la operación, el dispositivo usa un campo eléctrico para atraer una hebra de ADN para ingresar a uno de los poros del prefiltro y luego pasar a través de la nanocavidad para llegar al poro de la membrana del sensor subyacente. Esto desencadena cambios en la corriente eléctrica del dispositivoeso se puede detectar y analizar. El hecho de que el ADN debe alargarse de manera consistente para pasar a través de la combinación de dos membranas mejora la precisión y la reproducibilidad de la detección.
"Esta es una estructura notable", dice McGrath. "Hemos construido un sistema integrado con un filtro altamente poroso dentro del alcance molecular de un sensor. Creo que hay muchos sensores, particularmente aquellos que buscan biomarcadores en fluidos biológicos crudos, eso se beneficiaría al filtrar las moléculas no deseadas inmediatamente aguas arriba del detector "
El método de fabricación moja instantáneamente la nanocavidad, que a menudo es difícil a nanoescala. El dispositivo contiene docenas de estas nanocavidades, lo que eventualmente puede aumentar la cantidad de material que se puede filtrar al permitir la detección de biomarcadores paralelos.
Resolviendo problemas que otros necesitan ser resueltos
El laboratorio de Tabard-Cossa utiliza dispositivos de nanoporos de estado sólido para encontrar nuevas formas de manipular y caracterizar moléculas individuales. Su laboratorio estaba interesado en encontrar nuevos materiales que pudieran usarse para la detección de biomarcadores. El prefiltro en el nuevo dispositivo aborda un problema con otrosDetectores de nanoporos de silicio: son más propensos a obstruirse que los dispositivos alternativos que utilizan los poros biológicos para detectar. Las membranas biológicas, por otro lado, son menos estables que los nanoporos de estado sólido, señaló McGrath.
"Nos encanta aplicar nuestras tecnologías de membrana para resolver problemas que otros necesitan resolver. Este es un muy buen ejemplo", dice McGrath.
McGrath es cofundador de SiMPore, una startup con sede en la Universidad que desarrolla dispositivos altamente portátiles basados en chips que incorporan membranas de silicio para una variedad de aplicaciones, desde la detección biológica hasta la diálisis.
"Creo que nos daremos cuenta de las ventajas prácticas de esta tecnología en el corto plazo", dice. Una segunda generación del nuevo dispositivo, desarrollado en SiMPore, incorpora el prefiltro directamente en los chips durante la fabricación en la obleaescala ", así que ya no hay nadie respirando", señala. "En realidad, todo está construido como una unidad y debería facilitar los estudios futuros. Eso es un crédito para el ingenio de SiMPore y todo un legado para Greg".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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