Mikrofluidyczny przełom w biotechnologiach

Układ mikrofluidyczny; Źródło: IChF PAN / Grzegorz Krzyżewski

Kolby chemiczne, tak charakterystyczny symbol chemii i również jej nieodzowne narzędzie może w niedługim czasie zniknąć z laboratoriów. A to z powodu prac prowadzonych przez naukowców z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, których wynikiem było skonstruowanie pierwszego na świecie układu mikroprzepływowego, pozwalającego na łączenie, przesuwanie i dzielenie mikrokropel.

Dolewanie, mieszanie, odlewanie substancji w wielkich kolbach to obrazek kojarzący się z chemią. Jednak dzięki polskim naukowcom z PAN będzie możliwe łatwe przeprowadzenie podobnych operacji w mikroskali za pomocą niedawno zaprezentowanego pierwszego układu mikrofluidycznego. Urządzenie pozwala na przeprowadzenie typowych i ściśle kontrolowanych reakcji chemicznych już w mikrokroplach, a również na hodowanie w nim wielu całych kolonii bakterii równocześnie.

Układy mikroprzepływowe są budowane z płytek polimerowych. Składają się z wielu kanalików wypełnionych cieczą nośną, w której pływają mikrokrople substancji właściwych. Ale te dotychczas skonstruowane nie były w stanie zapewnić kontroli nad długotrwałymi, skomplikowanymi procesami chemicznymi wymagającymi wielu tysięcy operacji na konkretnych mikrokroplach, których liczba w jednym układzie może być bardzo duża. Ale układ naukowców z PAN pozwala na precyzyjne i dokładne dodawanie i pobieranie określonych ilości płynów do konkretnych mikrokropel. Osiągnięto to poprzez zastosowanie dwóch odnóg mikrokanałów uformowanych w zygzaki, które pozwalają na niezbędne działania dzięki zmianom przepływów oraz możliwość identyfikacji każdej z mikrokropli za pomocą oznaczenia przez identyfikator układu optoelektronicznego.

Urządzenie to może z powodzeniem przyspieszyć czas przeprowadzania różnorakich badań laboratoryjnych, szczególnie nad bakteriami i lekami.

Urządzenie i mechanizm dzielenia mikrokropel opracowane przez naukowców z IChF PAN są objęte patentami międzynarodowymi. Więcej informacji zostało opublikowanych w „Angewandte Chemie International Edition".

(pj)