Magnetisk pincett som kan manipulera DNA-strängar

En array av magnetiska fällor som är utformade för att manipulera enskilda biomolekyler och mäta ultrasmall krafter som påverkar deras beteende har visats av forskare vid National Institute of Standards and Technology (NIST).

Chipet skala, mikroflödessystem enheten fungerar tillsammans med en magnetisk kraft mikroskop. Det är tänkt att fungera som magnetiska "pincett" som kan sträcka, vrida och Rulla ut enskilda biomolekyler som DNA-strängar. Enheten ska hjälpa forskarna att studera fällbara mönster och andra biokemiska detaljer viktiga i medicinska, rättsmedicinska och andra forskningsområden.

Den nya NIST-enheten fungerar som ritning leksaker som använder en magnetiserad pennan för att plocka upp och dra magnetiska partiklar. Magnetiska partiklar från 2 till 3 mikrometer i är upphängd i en vätska och injiceras i enheten. Ytan på ett tunt membran innesluter den vätska som är beströdd med en rad tunn film kuddar gjorda av en nickel-järn legering. När ett magnetfält tillämpas, är varje partikel attraheras till närmaste nickel-järn "fällan".

Hittills har forskargruppen visat att de fällor locka enskilda partiklar och att mikroskopet spetsen kan försiktigt dra partiklar med piconewton krafter. (En piconewton handlar om 1/1000000000000 den kraft som krävs för att hålla ett äpple mot jordens gravitation.)

Nästa steg är att fästa partiklar till båda ändar av biomolekyler som DNA. Att fånga stationerna sedan kan användas för att hålla ena änden av en molekyl, medan mikroskop spetsen försiktigt drar i den andra änden. Genom att tillämpa magnetfält i olika riktningar, hoppas forskarna att i slutändan rotera de magnetiska partiklarna att producera komplexa enda molekyl rörelserna för genomisk studier.