Forsker bruger grafen til biomolekyleisolering og sensing på samme tid, samme position

Ny forskning ledet af University of Massachusetts Amherst assisterende professor Jinglei Ping har overvundet en stor udfordring med at isolere og detektere molekyler på samme tid og på samme sted i en mikroenhed. Værket, der for nylig er udgivet i ACS Nano, demonstrerer et vigtigt fremskridt i brugen af ​​grafen til elektrokinetisk bioprøvebehandling og -analyse og kunne tillade lab-on-a-chip enheder at blive mindre og opnå resultater hurtigere.

Processen med at påvise biomolekyler har været kompliceret og tidskrævende. "Vi skal normalt først isolere dem i et komplekst medie i en enhed og derefter sende dem til en anden enhed eller et andet sted i den samme enhed til detektering," siger Ping, der er i Ingeniørhøjskolens afdeling for mekanisk og industriel teknik og er også tilknyttet universitetets Institute of Applied Life Sciences. "Nu kan vi isolere dem og detektere dem på samme mikroskala-punkt i en mikrofluidisk enhed på samme tid - ingen har nogensinde demonstreret dette før."

Hans laboratorium opnåede dette fremskridt ved at bruge grafen, et et-atom-tykt honeycomb-gitter af kulstofatomer, som mikroelektroder i en mikrofluidisk enhed.

"Vi fandt ud af, at sammenlignet med typiske inerte metalmikroelektroder er elektrolysestabiliteten for grafenmikroelektroder mere end 1.000 gange forbedret, hvilket gør dem ideelle til højtydende elektrokinetisk analyse," siger han.

Ping tilføjede også, da monolagsgrafen er gennemsigtigt, "vi udviklede en tredimensionel multi-stream mikrofluidisk strategi til mikroskopisk at detektere de isolerede molekyler og kalibrere detektionen på samme tid fra en retning normal til grafenmikroelektroderne."

Den nye tilgang, der er udviklet i arbejdet, baner vejen for skabelsen af ​​lab-on-a-chip-enheder med maksimal tids- og størrelseseffektivitet, siger Ping. Tilgangen er heller ikke begrænset til at analysere biomolekyler og kan potentielt bruges til at adskille, detektere og stimulere mikroorganismer såsom celler og bakterier.

Medforfattere på papiret, "Graphene-Enabled High-Performance Electrokinetic Focusing and Sensing," er Pings elever, Xiao Fan (førsteforfatter) og Xiaoyu Zhang. + Udforsk yderligere

Forskere udvikler ultrafølsomme flow-mikrosensorer