Pesquisadores da Universidade de Kanazawa relatam em Química Analítica um método eficiente para preencher um lote de nanopipetas com uma abertura de poro abaixo de 10 nanômetros. O método é baseado na aplicação de um gradiente de temperatura nas pontas das nanopipetas para que as bolhas de ar residuais sejam expelidas.

Nanopipetas, em que um canal em nanoescala é preenchido com uma solução, são usados ​​em todos os tipos de aplicações de nanotecnologia, incluindo microscopia de varredura por sonda. Trazer uma solução para uma nanopipeta com um diâmetro de poro abaixo de 10 nanômetros é um desafio, Contudo, uma vez que as forças capilares impedem o preenchimento completo de um poro de nanopipeta abaixo de 10 nm com um líquido. Agora, Shinji Watanabe e colegas da Universidade de Kanazawa encontraram uma maneira simples, mas eficiente de preencher nanopipetas. Os pesquisadores mostram que a 'bolha de ar' que normalmente permanece perto da extremidade do poro da pipeta pode ser removida aplicando um gradiente de temperatura ao longo da pipeta.

Os cientistas investigaram seu 'método termicamente orientado' para um lote de 94 pipetas, alinhados longitudinalmente um ao lado do outro, todos com um diâmetro de poro de cerca de 10 nm. As pipetas foram colocadas em uma placa de metal mantida a uma temperatura de 80 ° C, com as pontas projetando-se do prato, resultando em um gradiente de temperatura.

Imagens de microscopia óptica com lapso de tempo do processo de enchimento das nanopipetas mostraram que após 1200 segundos, as pontas estão completamente cheias de solução, e que as bolhas de ar são expelidas das pipetas.

Para verificar se as pipetas estavam realmente livres de bolhas, Watanabe e colegas realizaram as chamadas medições I – V. Cada pipeta foi preenchida com uma solução de cloreto de potássio (KCl), que está conduzindo. Ambas as pontas da pipeta foram então contatadas com eletrodos. Se uma corrente elétrica passa entre as extremidades, especificamente, se a pipeta tiver uma condutividade elétrica abaixo de alguns GΩ - o enchimento com a solução está completo. Os resesarchers observaram correntes elétricas e, portanto, enchimento para todo o lote de pipetas.

Os cientistas também realizaram medições de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) de pipetas com diâmetros de poros abaixo de 10 nm. Embora o método termicamente conduzido leve a bons contatos elétricos, estruturas semelhantes a partículas foram observadas dentro das pontas das nanopipetas, demonstrando que (citando os pesquisadores) "a observação de TEM sem induzir a deformação da pipeta é importante para determinar com precisão as características das nanopipetas abaixo de 10 nm."

Watanabe e colegas concluíram que seu método "é muito prático e fácil de introduzir na fabricação de nanopipetas" e que seu estudo "fornecerá uma contribuição significativa para vários campos da nanociência usando nanopipetas".

Nanopipetas

Nanopipetas são geralmente feitas de quartzo ou vidro, e tem uma abertura de poro na faixa nanométrica. Hoje, nanopipetas são usadas para detecção molecular, entrega de produtos químicos e microscopia de varredura. A última é uma técnica para obter imagens da superfície de um material por meio da varredura de uma sonda sobre ela; para a sonda, uma nanopipeta cheia de solução pode ser usada.

A função de uma nanopipeta geralmente é permitir o transporte, e sua detecção, de objetos de tamanho nanométrico (em solução) através do poro da pipeta.

Preencher completamente uma nanopipeta com uma solução tem sido difícil:por causa da força capilar, uma 'bolha de ar' quase sempre está presente na ponta da pipeta. A remoção da bolha de ar provou ser problemática para nanopipetas com uma abertura de poro de 10 nanômetros ou menos.

Agora, Shinji Watanabe e colegas da Universidade de Kanazawa descobriram uma maneira de obter o preenchimento completo de um lote de muitas nanopipetas com uma abertura de poro de cerca de 10 nm. O método, com base na aplicação de um gradiente de temperatura às nanopipetas, é simples e eficiente.