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la formation de Café-sonnerie peut être employée pour fixer des normes pour des dispositifs de biocapteur : Chercheurs d'UCLA

L'inducteur de biosensing a récent trouvé un associé peu probable à la recherche pour la sensibilité accrue : sonneries de café. La prochaine fois que vous renversez votre café sur une table, regard à l'endroit laissé après que le liquide se soit vaporisé, et vous remarquerez qu'il a une sonnerie plus foncée autour de son périmètre qui contient une concentration beaucoup plus élevée des particules que le centre.

Puisque ce phénomène « de sonnerie de café » se produit avec beaucoup de liquides après qu'elles se soient vaporisées, les scientifiques ont proposé que de telles sonneries puissent être employées pour examiner le sang ou d'autres liquides pour des bornes de la maladie à l'aide des dispositifs biosensing. Mais une meilleure compréhension de la façon dont ces sonneries se comportent au micro et la nano-écaille seraient probablement nécessaires pour des bionsensors pratiques.

La « compréhension transport micro et de nano-particule dans se vaporiser les gouttelettes liquides a le potentiel grand pour plusieurs applications techniques, y compris le nanostructure en kit, lithographie modelant, couche de particules, et concentration et séparation de biomolécule, » a dit Chih-Ming Ho, le professeur de Ben Riche-Lockheed Martin à l'école d'UCLA Henry Samueli du bureau d'études et de la science appliquée et le directeur du centre d'UCLA pour le contrôle de cellules. « Cependant, avant que nous puissions concevoir les dispositifs biosensing pour faire ces applications, nous devons connaître les limites définitives de ce phénomène. Ainsi notre recherche s'est tournée vers la physico-chimie pour trouver les limites les plus inférieures de la formation de café-sonnerie. »

Un organisme de recherche abouti par Ho, un membre du conservatoire national du bureau d'études, a maintenant trouvé le seuil minimal microscopique définitif de la formation de café-sonnerie, qui peut être employé pour fixer des normes pour des dispositifs de biocapteur pour le dépistage multiple de la maladie, ainsi qu'autre emploie. La recherche semble dans la question actuelle du tourillon de la physico-chimie B et est accessible en ligne.

« Si nous considérons le sang humain, ou la salive, elle a beaucoup de micro et les molécules ou les particules de nano-écaille qui diffusent l'information santé importante, » a dit Tak-Chanter Wong, un des chercheurs et d'un chercheur post-doctoral dans le service de bureau d'études d'UCLA du bureau d'études mécanique et aérospatial. « Si vous mettez ce sang ou salive sur une surface, et alors elle sèche, ces particules seront rassemblées dans une région très petite dans la sonnerie. Ce faisant, nous pouvons mesurer ces biomarqueurs par des techniques de détection variées, même si elles sont très petites et dans une petite quantité dans les gouttelettes. »

Comme l'eau se vaporise d'une gouttelette, les particules qui sont suspendues à l'intérieur du mouvement liquide aux arêtes de la gouttelette. Une fois que toute l'eau s'est vaporisée, les particules sont concentrées dans une sonnerie autour de la souillure qui est laissée. Cependant, si une gouttelette est assez petite, l'eau se vaporisera plus rapidement que les particules déménagent. Plutôt qu'une sonnerie, il y aura une concentration relativement uniforme dans la souillure, car les particules n'ont pas eu assez de temps de déménager aux arêtes alors que toujours dans le liquide.

« C'est la concurrence entre le calendrier de l'évaporation de la gouttelette et le calendrier du mouvement des particules qui dicte la formation de café-sonnerie, » a dit Xiaoying Shen, l'auteur important du papier et un commandant supérieur de la microélectronique à l'Université de Pékin en Chine, qui a travaillé à ces expériences tandis qu'aux chercheurs disciplinaires croisés d'UCLA dans le programme de la science et technologie (CSST) l'été dernier.

Pour déterminer la plus petite gouttelette classez qui montrait toujours une sonnerie de café après l'évaporation, l'équipe de recherche a fabriqué une surface spéciale vêtue dans une configuration de damier qui a comporté alterner hydrophile, ou qui aime l'eau, matérielle et hydrophobe, ou eau-repoussante, matériau.

Le groupe a alors mis des particules de latex, échelonnement dans la taille 100 nanomètres à 20 nanomètres, dans l'eau. Les particules étaient assimilées dans la taille aux protéines de maladie-borne que les biocapteurs rechercheraient.

Le groupe a lavé la surface neuve avec de l'eau particule-infusé. L'eau restante a aligné comme gouttelettes sur les endroits hydrophiles, tout comme des contrôleurs sur un damier. Le groupe répété les expériences avec de plus petites configurations de réseau jusqu'au phénomène de café-sonnerie n'était plus évident. Pour le nanomètre 100 a classé des particules, ceci s'est produit un diamètre de gouttelette d'approximativement 10 micromètres, ou environ 10 fois plus petite que la largeur des cheveux. En ce point, l'eau s'est vaporisée avant les particules a eu assez de temps de déménager au périmètre.

« Connaissant la taille minimum de cette soi-disant sonnerie de café nous guidera en rendant les plus petits biocapteurs possibles, » Wong a dit. « Ceci signifie que nous pouvons bourrer des milliers, même des millions, de petits micro-biocapteurs sur une laboratoire-sur-un-frite, permettant à on d'exécuter un grand nombre de diagnose médicale sur une puce unique. Ceci peut également ouvrir les trappes à trouver potentiellement les maladies multiples dans on se reposant. »

« Il y a un autre avantage important - ce procédé entier est très naturel, il est juste évaporation, » Wong a ajouté. « Nous n'avons pas besoin d'utiliser des périphériques supplémentaires, tels qu'une source de courant électrique ou d'autres instruments sophistiqués pour déménager les particules. L'évaporation fournit très un moyen simple de concentrer des particules et a le potentiel dans le diagnostic médical. Par exemple, des chercheurs à l'université de Vanderbilt ont été récent attribués des fonds de recherche de fondation de grilles pour proposer l'utilisation du phénomène de café-sonnerie pour le dépistage de malaria dans les pays en développement. »

Les chercheurs optimisent actuel les paramètres de formation de sonnerie et exploreront alors l'application de cette approche vers les technologies biosensing qui sont développées dans Ho le laboratoire.