Все, что необходимо, чтобы выполнить такие тесты, является крошечными типовыми капельками решения для реактива – столь крошечный, что они едва видимы невооруженным глазом. Капельки изменяют форму, когда электрическое напряжение применено, позволив им быть разделенным, переместилось в различных направлениях или разделилось на отдельные молекулы. Основное физическое явление упоминается как электросмачивание.
Применение электрического поля изменяет распределение электрических зарядов в капельках, позволяя им управляться индивидуально.Электросмачивание также позволяет двум различным типовым капелькам быть слитыми в одну. «Изобретательная особенность нашей системы – то, что впервые мы можем наблюдать детали того, как эти две капельки взаимодействуют на уровне единственной молекулы – таким образом разрешение нам контролировать всю цепь событий», говорит Лоренц Шпарренберг от Института Фраунгофера Прикладной ПОДГОНКИ Информационных технологий, который ведет научно-исследовательскую работу.Глубокое понимание, обеспеченное софокусной микроскопиейЭлектросмачивание системы, разработанной Sparrenberg и его командой, состоит из множества электродов на чипе, отсюда имя электросмачивание на диэлектрике (EWOD) система.
В зависимости от переключающегося государства электродов капельками можно управлять, чтобы переместиться далее обособленно или ближе вместе и быть объединенными, чтобы слиться в предопределенном месте. Этот процесс проверен, используя софокусный микроскоп, позволив измерениям с высоким разрешением быть зарегистрированным. «Объединяя электросмачивание с софокусной микроскопией, мы можем изучить биологические взаимодействия при условиях, тесно напоминающих тех, которые происходят естественно в человеческом теле. В фармакологии, например, важно, чтобы понять эффекты компонентов препарата максимально точно и знать, когда эти эффекты происходят».Обычные лабораторные испытания не только обеспечивают меньше информации, но также и требуют намного более высоких количеств типовых жидкостей и занимают больше времени, чтобы выступить.
Типичная продолжительность ферментативного испытания, например, составляет приблизительно 15-20 минут. «С нашей системой результаты могут быть доступными в течение 30 секунд». Комбинация EWOD и софокусной микроскопии могла также использоваться, чтобы изучить взаимодействие между дополнительными нитями ДНК, антителами и антигенами или реакциями основания фермента – возможности бесконечны.Предопределенный для диагностики пункта ухода
Эти преимущества предопределяют систему для использования что касается диагностики, другими словами тестов, которые это может быть выполнено в месте у кровати в больницах или в офисе врача, вместо того, чтобы послать образцам в центральную лабораторию. Такая карманная лаборатория на чипе решения была бы в состоянии поставить результаты тестов крови или мочи очень скоро без сложных процедур.«До сих пор мы сконцентрировались на доказательстве понятия, демонстрируя, что комбинация нашего устройства EWOD с софокусной микроскопией способна к предоставлению информации на уровне единственной молекулы.
Мы теперь ищем промышленных партнеров, чтобы помочь нам разработать конкретные приложения», говорит Шпарренберг.Система будет представлена на ярмарке MEDICA в Дюссельдорфе.