Pigesnis ir tikslesnis biosenserio stiklas su nauju stiklu

Ateityje mikrochipso technologija gali buti pakankamai issami, kad gydytojai galetu atlikti bandymus, pavyzdziui, atskyrus konkrecias molekules, pavyzdziui, ankstyvosios stadijos vezines lasteles, tiesiog simtus ligu, naudojant tik viena kraujo lasa. Taciau tokios "lustines" laboratorijos dizaino gamyba yra techniskai sudetinga, daug laiko ir brangiu uzduociu, nes ji apima mazu, integruotu diagnostiniu jutikliu matricu surinkima ant kietojo kuno pavirsiaus. Naujoji technika pateikiama 21-ojo internetinio zurnalo leidime Nanotechnologija.
MIT tyrejai dabar sukure paprasta, tikslia, atkuriama metoda ir laiko ir islaidu taupyma tokiu davikliu gamybai. Nicholas Fang, mechanikos inzinieriaus profesorius, sukure graviuru metoda, pagaminta is mazu tasku, mazesniu uz simto simtmecio zmogaus plauku plocio, kuris iskirpia miniatiurinius, nano dydzio modelius ant metaliniu pavirsiu, naudojant maza itampa ijungta antspauda pagamintas is stiklo. Jis paaiskina, kad graviuros veikia kaip optines antenos ir gali identifikuoti viena molekule, ilaipinant jo specifini bangos ilgi.
Fang, paaiskina:

"Jei galesite sukurti optine antena su tiksliais matmenimis ... galite jas naudoti, kad pranestumete apie srauta molekulines masto mastu".

Kliutys rinkai

Sis naujasis metodas gali padeti tyrejams isvalyti didziule kliuciu gamyboje "lab-on-a-chip": ypac padidinant masteli. Siuo metu tyrejai gamina nano daviklius, naudojancius elektronu pluosto litografija, taciau si technika, kuri naudoja fokusuota elektronu spinduli, kad letai ispjautu modelius i metalinius pavirsius, yra brangus ir daug laiko. Nors metodas yra labai tikslus, jis taip pat kainuoja didele suma. Pasak "Fang", yra iprasta, kad imones issinuomoja tokia iranga uz 200 doleriu per valanda. Norint pagaminti sesiu milimetru kvadrato modeli, paprastai trunka mazdaug puse dienos, o Fangas apskaiciavo, kad jei sie jutikliai patektu i rinka, jie kainuotu daugiau kaip 600 doleriu.
Fang sako:

"Niekas nenori, kad butu brangios lustu. Biologijos testai iesko kazko, kas yra pigi, bet patikima, ir tai neapima kai kuriu megeju, brangesniu technologiju".

Nors tai taip pat gali neleisti, kad kai kurios siandien sukurtos technologijos yra pigesnes. Pavyzdziui, kitas naudojamas metodas yra nanoimprintine litografija, si technika yra paprastas ir pigus procesas, kai formuojamasis polimeras yra presuojamas ant pagrindinio grandyno modelio. Kai polimeras veikia UV spinduliu, jis sukieteja. Tada jis nuimamas is pagrindines grandines ir sukuria forma, kuria galima uzpildyti metaliniu pagrindu, kad butu sukurta originalaus kopija. Paprastai tyrejai nuplauna forma, kad isskirtu sviezia metalini rasta.
Pasak Fango, nors sis metodas yra pigus, jis taip pat gali buti netikslus, nes kartais polimero medziaga netinka tiksliai aplink pradini modeli, del to gali susidaryti formos dantys, nelygumai ir kiti netobulumai, taip pat formos, kurios nera tiksliai tas pats kaip originalas. Kadangi tyrejai nuplauna polimero forma, jiems reikia naudoti daugiau medziagu, kad butu pagamintos papildomos kopijos.

Ikvepimas is stiklo valytuvu

Kartu su savo kolegomis jie atsirado metodo, galincio isspresti problemas, kurias kitos technologijos kainuoja, tiksluma ir atkuriamuma. Ju poziuris yra panasus i nanoimprinto litografija, bet vietoj polimero jie panaudojo stikla kaip liejimo medziaga.
Fang aiskina:

"Mane ikvepe stiklo valytuvai, kurie is tikruju naudoja savo igudzius formuojant butelius ir keptuves. Nors mes manome, kad stiklas yra trapus, sulydytas stadijoje, jis is tikruju yra labai besilieciantis ir minkstas, jis gali greitai ir sklandziai formuoti gipso formos.Tai yra didelio masto, taciau nuostabiai gerai veikia ir nedideliu mastu, labai dideliu greiciu. "

Komanda nusprende surasti stikline medziaga, kuri atitiktu ju reikalavimus, jie atrado puikia kandidata superjoninio stiklo forma. Si stiklo forma yra sudaryta is dalies is jonu, kurie gali buti elektrochemiskai aktyvuojami, kai siurbiamos itampos.
Uzpilde nedidelius svirkstus su stiklo dalelemis, jie silde adata, kad stikli istirptu viduje. Kai istirpsta, islydytas stiklas buvo spaudziamas ant pagrindinio rasto, kuris formuoja pelesi, kuris atsparus ausinimui. Po to jie nuspaude naujai pagaminta forma ant plokscio sidabro pagrindo ir panaudojo maza 90 milivolitu elektros potenciala virs sidabro sluoksnio. Tai paskatino abiejuose pavirsiuose esancius jonus, kurie paskatino stiklo forma iskirpti i metalo substrata.
Jie sugebejo sukurti nedideliu tasku, kuriu plotis yra 30 nanometru, staciakampiu formu, trikampiu formos ir zaismingai jonines kolonos, kuriu rezoliucija buvo daug tikslesne nei nanoimprinto litografijos technika.
Fangas pasake: "Jus galu gale gausite geresni pjovima, o mes turime antspauda, kuri daug kartu galima pakartotinai naudoti".
Nors Fang supranta, kad vis dar yra kliuciu, trukdanciu siai technikai, nes vis dar reikia naudoti meistriska metalini modeli, pagaminta brangiai litografijai. Jis pabrezia, kad reikia tik vieno pagrindinio modelio ir vieno stiklo antspaudo, kad butu galima gaminti visa tos pacios jutiklio linija, del kurios galimas plataus masto gaminys taptu realybe.
Fang aiskina:

"Su siuo antspaudu galiu dauginti desimtys simtu jutikliu, o kiekvienas is ju bus beveik identiskas. Taigi tai yra patraukli pazanga mums ir leidzia spausdinti efektyvesnes antenas."

Parase Grace Rattue