Eine Reihe magnetische Fallen, die für die Manipulierung von einzelnen Biomolekülen und das Messen der ultrasmall Kräfte bestimmt sind, die ihr Verhalten beeinflussen, ist von den Wissenschaftlern am National Institute of Standards and Technology (NIST) demonstriert worden.
Die Chipschuppe, microfluidic Einheit arbeitet in Verbindung mit einem Mikroskop der magnetischen Kraft. Sie hat beabsichtigt, als magnetische „Pinzette“ zu dienen, die einzelne Biomoleküle wie Stränge von DNS ausdehnen, verdrehen und abspulen kann. Die Einheit sollte Wissenschaftlern helfen, die faltenden Muster und andere biochemische Sonderkommandos zu studieren, die in den medizinischen, gerichtlichen und anderen Forschungsbereichen wichtig sind.
Die neue NIST-Einheit arbeitet wie Zeichnungsspielwaren, die einen magnetisierten Stift verwenden, um Magnetteilchen aufzuheben und zu schleppen. Mikrometer der Magnetteilchen 2 bis 3 herüber werden in einer Flüssigkeit verschoben und eingespritzt in die Einheit. Die Oberfläche einer dünnen Membran, welche die Flüssigkeit einschließt, wird mit einer Reihe Dünnfilmauflagen punktiert, die von einer Nickel-Eisen-Legierung hergestellt werden. Wenn ein Magnetfeld angewandt ist, wird jeder Partikel angezogen zur nähsten Nickel-Eisen-„Falle.“
Bis jetzt hat das Forschungsteam gezeigt, dass die Fallen einzelne Partikel anziehen und dass die Mikroskopspitze Partikel mit piconewton Kräften leicht schleppen kann. (Ein piconewton ist über Trillionste die Kraft, die benötigt wird, um einen Apfel gegen die Schwerkraft der Erde anzuhalten.)
Der nächste Schritt ist, Partikel zu beiden Enden von Biomolekülen wie DNS zu befestigen. Die Abfangenstationen können dann verwendet werden, um ein Ende eines Moleküls anzuhalten, während die Mikroskopspitze leicht am anderen Ende zieht. Indem sie Magnetfelder in den verschiedenen Richtungen anwenden, hoffen die Forscher, die Magnetteilchen schließlich zu rotieren, um komplexe einzelne Molekülanträge für genomische Studien zu produzieren.