Новости химической науки > Оптический конвейер помогает локализовать молекулы

Исследователи из Германии разработали новый способ, позволяющий сконцентрировать биологически активные молекулы, находящиеся в растворе и удержать их в ограниченном пространстве только с помощью лазера.

Термофорез способствует перемещению молекул в холодную область, а движение воды, похожее на движение конвейера, способствует перемещению молекул в центр области. (Рисунок из Nano Lett., 2009, DOI: 10.1021/nl902503c)

Молекулярный конвейер, перемещающий молекулу в предопределенное положение, может быть получен за счет создания точно настроенных термических градиентов в растворе. Разработанная методика представляет собой весьма деликатный способ манипуляции биологическими молекулами, который позволяет исключить потенциально опасное воздействие на них, характерное для существующих методов, например – иммобилизация таких молекул на поверхности.

Франц Вайнерт (Franz Weinert) и Дитер Браун (Dieter Braun) из Университета Людвига-Максимилиана (Мюнхен) получили оптический конвейер, скомбинировав явление термофореза, заключающееся в том, молекулы, находящиеся в жидкости, движутся под влиянием температурного градиента и термический метод, позволяющий управлять движением жидкости в выбранным направлении.

Исследователи поместили тонкий слой воды, содержащий моноспиральные нити ДНК, между покрытым металлом основанием и слоем стекла. Зона нагрева на основании прибора, сформированная с помощью инфракрасного лазера, способствует образованию термического градиента: более нагретая жидкость локализуется в нижнем слое, более холодная – в верхнем.

Лазер перемещается, рисуя радиальный шаблон, по мере движения лазерного пятна локальный нагрев жидкости приводит к локальным изменениям вязкости жидкости и сжатию/расширению жидкости, находящейся под воздействием пятна от лазерного луча. Все это приводит к контролируемому перераспределению молекул в жидкости.

Вайнерт и Браун продемонстрировали, что новый метод позволяет получить локальные области с высокой концентрацией ДНК в течение нескольких секунд. По словам разработчиков, новый метод перераспределения биологически активных веществ не требует микрокапилляров, электродов или модификации поверхности, благодаря чему зона локализации концентрации исследуемых молекул может быть оперативно перемещена.

Источник: Nano Lett., 2009, DOI: 10.1021/nl902503c

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #нанотехнологии, #физическая химия