"Tornado" Lab-on-a-Chip-Technologie mit Mikropinzetten zur Erkennung gefährlicher Viren, biologischer Verunreinigungen

Anonim

Forscher der Purdue University haben eine neue Klasse optischer Nanotweezers entwickelt, die Biomoleküle, Viren und DNA schneller fangen und nachweisen können. Die Technologie kann auch Licht nutzen, um Krebs rechtzeitig zu entdecken oder die Produktion von Medikamenten zu verbessern, ein wichtiger Schritt vorwärts, da fast die Hälfte der Amerikaner mindestens ein verschreibungspflichtiges Medikament innerhalb des letzten Monats konsumiert hat.

Die Forscher entwickelten einen nanostrukturierten plasmonischen Metafilm, indem sie nanoskalige Löcher in einem Goldfilm perforierten. Dann fungiert der Metafilm als Pinzette, um winzige Partikel einzufangen und einzufangen, indem Licht auf bestimmte Punkte auf dem Film fokussiert wird und diese Punkte erhitzt werden und lokale Wärmegradienten in der umgebenden Flüssigkeit erzeugt werden. Dies erzeugt einen kleinen Tornado-ähnlichen Effekt.

"All dies führt zu einem revolutionären kompakten Lab-on-a-Chip - einem innovativen Ansatz zur Erkennung und Diagnose eines Tumors oder einer Viruserkrankung", sagte Alexander Kildishev, Professor an der Purdue School of Electrical and Computer Engineering half, das Forschungsteam zu führen.

Die plasmonischen Purdue-Metafilme nutzen eine Kombination aus thermischen und elektrischen Feldern, um hydrodynamische Strömungen zu erzeugen, die zu einem schnellen Transport von suspendierten Teilchen führen und diese auf die Oberfläche des Metallfilms zum einfachen Einfangen und Detektieren bringen.

Ein weiterer Vorteil des neuen Systems ist die verbesserte Fähigkeit, diese winzigen Partikel zu sortieren und kollektiv sortierte Muster wie Drogenverunreinigungen oder Wasserverunreinigungen zu erkennen. Die Technologie hat potenzielle Anwendungen für Arzneimittel, Biohazard-Erkennung und Wasserqualitätstests.

"Unserem Wissen nach sind unsere plasmonischen Nanotweezers robuster beim Auffangen und Detektieren von Molekülen als frühere vergleichbare Lab-on-a-Chip-Systeme", sagte Kildishev. "Unser System bietet auch eine bessere Empfindlichkeit und verbraucht weniger Laserleistung. Wir haben eine fortschrittliche, in sich geschlossene Lab-on-a-Chip-Plattform geschaffen, mit der wir gefährliche Partikel wie Drogen- und Wasserverschmutzungen einfangen und aufspüren und aus Flüssigkeiten entfernen können. "

"Unser System ist sehr flexibel zu steuern und bietet eine breite Palette von Funktionen", sagte Kildishev. "Wir nutzen multifunktionale, kostengünstige Lichtquellen, um teurere Alternativen zu übertreffen."

Die Purdue-Nanotweezers könnten auch mit diesen kostengünstigen Breitbandlichtquellen zum Kombinieren von Edelmetall und dielektrischen Nanopartikeln verwendet werden, die Anwendungen für einen langanhaltenden, nicht verblassenden Farbdruck haben könnten.

menu
menu