p Os pesquisadores da UC Santa Cruz desenvolveram uma nova abordagem para estudar moléculas e nanopartículas individuais, combinando medições elétricas e ópticas em uma plataforma baseada em chip integrado. Em um artigo publicado em 9 de julho em Nano Letras , os pesquisadores relataram o uso do dispositivo para distinguir vírus de nanopartículas de tamanho semelhante com 100 por cento de fidelidade. p Combinar medições elétricas e ópticas em um único chip fornece mais informações do que qualquer uma das técnicas sozinha, disse o autor correspondente Holger Schmidt, o Professor Kapany de Optoeletrônica na Escola de Engenharia Baskin e diretor do Centro W. M. Keck para Optofluídica em Nanoescala da UC Santa Cruz. O estudante de graduação Shuo Liu é o primeiro autor do artigo.

p O novo chip baseia-se no trabalho anterior do laboratório de Schmidt e de seus colaboradores na Brigham Young University para desenvolver tecnologia de chip optofluídico para análise óptica de moléculas individuais à medida que passam por um minúsculo canal cheio de fluido no chip. O novo dispositivo incorpora um nanoporo que tem duas funções:atua como um "portão inteligente" para controlar a entrega de moléculas individuais ou nanopartículas no canal para análise óptica; e permite medições elétricas à medida que uma partícula passa pelo nanoporo.

p "O nanopore entrega uma única molécula ao canal fluídico, onde está então disponível para medições ópticas. Esta é uma ferramenta de pesquisa útil para fazer estudos de molécula única, "Schmidt disse.

p Nanoporos biológicos, uma tecnologia desenvolvida pelo co-autor David Deamer e outros na UC Santa Cruz, pode ser usado para analisar uma fita de DNA à medida que ela passa por um minúsculo poro embutido em uma membrana. Os pesquisadores aplicam voltagem através da membrana, que puxa o DNA com carga negativa através do poro. As flutuações atuais à medida que o DNA se move através do poro fornecem sinais elétricos que podem ser decodificados para determinar a sequência genética da fita.

p Com o novo dispositivo, os pesquisadores são capazes de reunir medições elétricas em uma nanopartícula conforme ela se move através de um poro em uma membrana sólida, e então medir os sinais ópticos quando a partícula encontrar um feixe de luz no canal. Ao correlacionar a força da diminuição da corrente conforme uma partícula se move através do poro, a intensidade do sinal óptico, e o tempo de cada medição, os pesquisadores são capazes de discriminar entre partículas com diferentes tamanhos e propriedades ópticas e determinar a velocidade de fluxo das partículas através do canal.

p O chip também pode ser usado para diferenciar partículas de tamanho semelhante, mas de composição diferente. Em um experimento, os pesquisadores combinaram os vírus da gripe com nanoesferas de diâmetro semelhante e colocaram a mistura acima do nanopore. O vírus foi marcado com uma etiqueta fluorescente vermelha e as contas foram marcadas com uma etiqueta azul. Os pesquisadores correlacionaram o sinal elétrico com o comprimento de onda fluorescente e o tempo de cada medição. Eles descobriram que as nanopérolas azuis viajaram mais rápido através do canal do que o vírus da gripe vermelha, talvez por causa de uma diferença na carga superficial ou massa. Além de identificar patógenos em uma mistura, os pesquisadores também podem contar o número de partículas de vírus.

p "Isso poderia ser usado como um dispositivo analítico para fazer contagens confiáveis ​​de partículas de vírus em uma amostra, "Schmidt disse.

p Atualmente, O grupo de Schmidt está trabalhando em métodos para adicionar armadilha óptica ao dispositivo. Isso permitiria que uma molécula no canal fosse mantida em um lugar, investigado, e lançado, com potencial para analisar centenas de moléculas em uma hora. "Ter tudo isso em um único chip tornaria as medições de uma única molécula muito mais fáceis e convenientes, "Schmidt disse.