磁性多孔性のシリコンベースのフォトニック結晶を使用して,離散滴の局所加熱
Ji-Ho Park1, Austin M Derfus, Ester Segal
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of California, San Diego, 9500 Gilman Drive, La Jolla, California 92093-0358, USA.
Journal of the American Chemical Society
|June 15, 2006
まとめ
この研究は,磁気性多孔性シリコンマイクロ粒子と交流電磁場を使用して,微小な液滴を正確に加熱するための新しい方法を提示しています. このテクニックは,微流体アプリケーションのドロップレット操作と制御された加熱を可能にします.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- マイクロフリウジック
- バイオテクノロジー バイオテクノロジー
背景:
- 小さな液体量に対する正確な制御は,様々な科学的応用において極めて重要です.
- 従来のマイクロ流体システムは,しばしば複雑なチャネルと外部ヒートエレメントを必要とします.
研究 の 目的:
- 分離的なマイクロリットルスケールの液滴を局所的に加熱する方法を開発する.
- 磁性多孔性のシリコンマイクロ粒子を用いたドロップレット操作と識別を実証する.
- DNAのハイブリッド化と脱ハイブリッド化を含むマイクロフリウジックスのアプリケーションを紹介する.
主な方法:
- 2層構造の磁性多孔性シリコン微粒子を利用する (光子コードの上層,Fe3O4ナノ粒子注入下層).
- 磁場操作のために油と水のインターフェイスでアンフィフィリック微粒子を並べ替える.
- 振動する磁場を適用して,微粒子の内部で熱を発生させ,ドロップレット加熱を行う.
- 反応モニタリングのために,シアニン染料で標識されたDNAを用いた光共振エネルギー転送 (FRET) を採用する.
- 光子結晶コードを介してドロップレットの識別のために反射性スペクトロスコピーを使用します.
主要な成果:
- 振動する磁場を使用して5分以内に80°Cを超える点滴加熱を達成しました.
- 磁場を使って滴をうまく操作した.
- ドロップレット内の補完的なDNA鎖の脱ハイブリデーションを熱的に誘導する能力を実証しました.
- 微粒子に埋め込まれたスペクトルコードを使用して,個々の滴を特定しました.
結論:
- 開発された技術は,小量の液体の標的の操作,識別,加熱を可能にします.
- この方法は,従来のマイクロ流体チャネルと加熱システムに有効な代替手段を提供します.
- このアプローチは,分子診断やlabor-on-a-chipデバイスなどの分野で潜在的応用がある.
