Новая система манипулирования каплями жидкости позволит исследовать тысячи реакций одновременно - «Наука и технологии»

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали оборудование, которое при помощи электрических полей позволяет перемещать отдельные капельки жидких растворов химических веществ и биологических компонентов. Это, в свою очередь, позволяет смешивать произвольные комбинации реагентов и изучать тысячи химических реакций в одно и то же самое время. Данное оборудование является альтернативой микрожидкостным устройствам, используемым сейчас в химии и биологии, в которых растворы перемещаются в микроскопических каналах за счет использования микронасосов и клапанов, и смешиваются в специальных полостях-реакторах.

Главной проблемой, успешно решенной исследователями, стало создание сверхгидрофобного покрытия рабочей области, которое накрывает печатную плату с рядами электродов. Свойства этого покрытия значительно уменьшают силы трения, что позволяет капелькам беспрепятственно скользить по поверхности. Помимо этого, сверхгидрофобное покрытие препятствует тому, чтобы капельки оставляли за собой следы, что не позволяет загрязнять одни реактивы следами других и поддерживает чистоту проводимых экспериментов.

Сверхгидрофобные свойства нового покрытия были получены за счет создания плотной матрицы из крошечных микросфер на его поверхности. Сейчас исследователи экспериментируют с поверхностями, покрытыми наноструктурами других форм и размеров, некоторые из которых работают лучше с определенными видами биологических жидкостей.

Поскольку поверхность обладает сверхгидрофобными свойствами, капельки, помещенные на нее, пытаются принять форму, максимально близкую к сферической. Электрический потенциал, подаваемый на электроды печатной платы, притягивает капельки к поверхности. И если снять потенциал с электрода, расположенного под капелькой и подать его на расположенный рядом электрод, капелька, скользя по поверхности, начнет двигаться в сторону этого электрода.