Naukowcy opracowali metodę drukowania 3D, aby uzyskać opłacalne przygotowanie biochipów

Obecnie istnieje ogromna potrzeba zmniejszenia średnic funkcji w macierzach biologicznych, co z kolei zwiększyłoby liczbę sond na powierzchni. Jednak wiązki wysokoenergetyczne są niezbędne dla większości metod nanolithography, które mogą denaturować lub niszczyć miękką materię.

Zespół naukowców z Advanced Science Research Center (ASRC) w Graduate Center of City University of New York (CUNY) badał, w jaki sposób można połączyć druk 3D i mikrofluidyty, aby opracować bardziej opłacalny i skuteczny sposób przygotowania mikromacierzy lub biochipów, które sprawdzają i analizują biologiczne zmiany w czynnikach bioterroryzmowych, rozwoju chorób i badaniach składniki biologiczne.

CUNY, publiczny system uniwersytecki w Nowym Jorku, jest największym miejskim uniwersytetem w USA. W ubiegłym miesiącu zespół naukowców z uniwersyteckiej ASRC Nanoscience Initiative, Beacon School i Hunter College opublikował w czasopiśmie Chem artykuł zatytułowany "Massively Multiplexed Photochemical Lithography z podpowiedziami", w magazynie "Chem".

Podsumowanie artykułu brzmi: "Multipleksowane mikromacierze - w których różne sondy biologiczne są przestrzennie zakodowane na powierzchni w plamach o średnicy mikrometrycznej - ułatwiły szybki postęp badań" omicznych ". Dalsza miniaturyzacja średnic elementów może zwiększyć liczbę sond w mikromacierzy, zmniejszyć wymaganą do analizy próbkę i zmniejszyć koszty. Litografia bazująca na wierzchołkach (TBL) zyskała popularność w opracowywaniu delikatnych, biologicznie aktywnych materiałów, ale nie opracowano uniwersalnej strategii multipleksowania opartej na TBL. Tutaj łączymy mikroprzepływy, litografię pióra wiązkowego i fotochemiczne reakcje powierzchniowe w celu utworzenia zmultipleksowanych macierzy. Aby potwierdzić koncepcję, reakcję tiol-enową zoptymalizowano i przeanalizowano kinetykę reakcji. Następnie stworzyliśmy kilka wzorów zawierających wiele alkenów fluorescencyjnych, w których każdy wzorzec został zaprojektowany w celu wykazania innej zdolności tego instrumentu. Ta strategia modelowania jest potężnym podejściem do badania i optymalizacji reakcji organicznych na powierzchniach i tworzenia masowo zmultipleksowanych macierzy i jako takie może zapewnić całkowicie nowe podejście do miniaturyzowania biochipów lub zrozumienia reaktywności międzyfazowej. "

Tablice nanoskopowe Końcówki są używane w technologii TBL do wzorcowania odczynników na powierzchni bez powodowania jakichkolwiek szkód, ale tak nie jestwszechstronna strategia multipleksowania. W artykule naukowcy wyjaśniają, w jaki sposób opracowali nową technikę druku 3D Biochip, łącząc mikroprzepływy, pióra kulkowe lub końcówki, litografię i fotochemiczne reakcje powierzchniowe.

"Jest to zasadniczo nowa nanoskala drukarka, która pozwala nam nadać większą złożoność powierzchni biochipu niż jakakolwiek dostępna obecnie komercyjna technologia. Pomoże nam to znacznie lepiej zrozumieć, jak działają komórki i ścieżki biologiczne "- powiedział Adam Braunschweig, główny pracownik naukowy i profesor nadzwyczajny z Inicjatywą Nanonauki.

W nowej metodzie zespołu powierzchnia biochipa jest pierwsza narażone na specyficzne odczynniki organiczne. Następnie unieruchomione odczynniki są zmuszane do przylegania do powierzchni bioczipa przez ściśle skupioną wiązkę światła. W ten sposób naukowcy są w stanie odsłonić jeden układ wielokrotnie na te same lub różne czynniki i nadać wynikowym reakcjom różne sekcje układu. To prowadzi do biochipu, który według CUNY może "pomieścić więcej sond, niż jest to możliwe przy obecnych platformach komercyjnych."

Teraz zespół badawczy chce dopracować swój nowy biochip drukowania 3D podejście.

Współpracownik naukowy ASRC Carlos Carbonell, główny autor artykułu, wyjaśnił: "Chcemy być w stanie rejestrować nawet bardziej złożone oddziaływania powierzchniowe i zmniejszać naszą rozdzielczość do pojedynczej cząsteczki. Technika ta daje początek nowej metodzie tworzenia mikromacierzy, która powinna być użyteczna w całym obszarze badań biologicznych "omicznych".

Narzędzie pomaga badaczom rzetelnie drukować 3D w skali długości interakcji biologicznych na wielu delikatne materiały, takie jak metale, lipidy i szklanki, bez konieczności ustawiania stopy w czystym pomieszczeniu. Naukowcy mogą również obniżyć koszt badań ułatwiających biochip poprzez dopasowanie bardziej reaktywnych sond do pojedynczych chipów.

Współautorami artykułu są Carbonell, Daniel J. Valles, Alexa M. Wong, Mei Wai Tsui, Moussa Niang i Braunschweig.