חוקרים מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בארה”ב (NIST) המציאו כלי שימושי חדיש ליצירת תגובות כימיות בין פרודות יחידות להכנת מיקרו-טיפות המכילות פרודות יחידות בעלות עניין
חוקרים מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בארה”ב (NIST) המציאו כלי שימושי חדיש ליצירת תגובות כימיות בין פרודות יחידות שניתן להשתמש בו עבור מיקרו-נוזלים – התפעול של נוזלים בקנה-מידה מיקרוסקופי – להכנת מיקרו-טיפות המכילות פרודות יחידות בעלות עניין.
ע”י השילוב של שיטה מיקרו-נוזלית חדישה זו של “טיפה כבקשתך” עם “מלקטות אופטיות” המסוגלות למזג מספר טיפות ובכך לגרום לתכולתן הכימית להגיב זו עם זו, המחקר עשוי, בסופו של דבר, להביא לפיתוחה של מערכת זעירה ומשולבת לקבלת מידע ברמת הפרודה הבודדה על המבנה והתפקוד של חומרים אורגניים חשובים, כגון חלבונים, אנזימים וד.נ.א.
החוקרים הצליחו להכין התקן מיקרו-נוזלי בעל תעלה שבתוכה מים יכולים לזרום. המים, הנדחסים לכדי זרם צר כתוצאה מהלחץ שמפעילה עליהם תערובת של שמנים בעלי צמיגות גבוהה, ממשיכים לאחר-מכן למתחמים צרים עוד יותר. הנפילה החדה בלחץ המים – המכילים בתוכם גם מעט חומר סבוני – מפחיתה את מתח הפנים שלהם ומפצלת אותם לרסיסים זעירים, בדומה לתופעה המתרחשת כאשר זרם דקיק של מים הזורם מברז מתפצל לטיפות בדרכו מטה.
גודל הרסיסים אחיד מאוד ובר-כוונון באמצעות שינוי רוחב הצינוריות בהתקן. בעזרת שיטה זו החוקרים הצליחו ליצור רסיסים שקוטרם כמיקרומטר אחד.
בתעלה המיקרו-נוזלית רסיסי המים נטענים בחומרים הרצויים, בדיוק בריכוז הנכון, כך שבמצבם הסופי כל אחד מהרסיסים מכיל בתוכו, בממוצע, פרודה אחת בלבד. בכל אחד מהרסיסים הפרודות הפרטניות נעות בחופשיות במעין כדורית מרווחת, יחד עם פרודות מים המרכיבות את מעטה הרסיס.
באמצעות אלומת לייזר החוקרים מסוגלים לקרב שני רסיסים או יותר אחד לעבר השני עד להתנגשות ביניהם ולצפות בתגובה המתרחשת ע”י שיטות אופטיות. בניסויים הראשוניים שלהם החוקרים ערבבו פרודות מקרינות הפולטות צבעים שונים, אולם בעתיד הם מתכוונים לבצע תגובות כימיות מעניינות יותר כגון התגובה שבין נוגדן לגורם הזיהום או התגובה שבין כרומוזום לתרופה.
החוקרים יכולים לעצב אלומת לייזר בכל צורה מתבקשת ועל-כן ניתן ללכוד לא רק רסיסים בודדים, אלא סדרה שלמה שלהם, ובכך לפתוח צוהר לאפשרויות חדשות למיקרוסקופיה של פרודות יחידות.
