Technologia "laboratorium na chipie" firmy Tornado z mikro pincetą do wykrywania niebezpiecznych wirusów, zanieczyszczeń biologicznych

John Maeda: How art, technology and design inform creative leaders (Lipiec 2019).

Anonim

Naukowcy z Uniwersytetu Purdue opracowali nową klasę nanocewizatorów optycznych, które szybciej wychwytują i wykrywają biomolekuły, wirusy i DNA. Technologia może również wykorzystywać światło, aby szybko wykryć raka lub poprawić produkcję leków, co stanowi ważny krok naprzód, ponieważ prawie połowa Amerykanów używała co najmniej jednego leku na receptę w ciągu ostatniego miesiąca.

Naukowcy opracowali nanostrukturalny metafilm plazmonowy poprzez perforację nanoskalowych otworów w złotym filmie. Następnie metafilm działa jak pęseta, aby uchwycić i uwięzić maleńkie cząstki, skupiając światło na określonych miejscach na filmie i ogrzewając te miejsca i tworząc lokalne gradienty cieplne w otaczającej cieczy. Powoduje to niewielki efekt podobny do tornada.

"Wszystko to powoduje rewolucyjne kompaktowe laboratorium na chipie - innowacyjne podejście do wykrywania i diagnozowania guza lub choroby wirusowej" - powiedział Alexander Kildishev, profesor nadzwyczajny w Szkole Elektrycznej i Informatycznej w Purdue, który pomógł prowadzić zespół badawczy.

Metafilmy purdue plazmoniczne wykorzystują kombinację pól termicznych i elektrycznych do tworzenia przepływów hydrodynamicznych, które powodują szybki transport zawieszonych cząstek, sprowadzając je na powierzchnię folii metalowej dla łatwego pułapkowania i wykrywania.

Kolejną zaletą nowego systemu jest zwiększona zdolność do sortowania tych drobnych cząstek, a następnie wspólne wykrywanie posortowanych wzorów, takich jak zanieczyszczenia lub zanieczyszczenia wody. Technologia ma potencjalne zastosowania w farmaceutykach, w wykrywaniu zagrożenia biologicznego i testach jakości wody.

"Zgodnie z naszą wiedzą, nasze nanotweezery plazmoniczne są bardziej odporne na wychwytywanie i wykrywanie cząsteczek niż poprzednie porównywalne układy laboratoryjne na chipie" - powiedział Kildishev. "Nasz system zapewnia również lepszą czułość i zużywa mniej mocy lasera. Stworzyliśmy zaawansowaną, samodzielną platformę laboratoryjną na chipie, która pozwala nam pułapkować i wykrywać niebezpieczne cząstki, takie jak substancje zanieczyszczające narkotyki i wodę, i usuwać je z cieczy. "

"Nasz system jest bardzo elastyczny w kontroli i zapewnia szeroki zakres funkcjonalności" - powiedział Kildishev. "Korzystamy z wielofunkcyjnych, niedrogich źródeł światła, aby wyprzedzić droższe alternatywy."

Nanoczęści Purdue można również stosować z tymi niedrogimi źródłami światła szerokopasmowego do łączenia metali szlachetnych i nanocząstek dielektrycznych, które mogą mieć zastosowanie do długotrwałego, nie blakącego drukowania w kolorze.

menu
menu