ナノピペットから反応剤を投与することによって生成される制御可能な局所化学変化の特徴と応用
Joe D Piper1, Chao Li, Chien-Jung Lo
1Department of Chemistry, University of Cambridge, Lensfield Road, Cambridge CB2 1EW, UK.
Journal of the American Chemical Society
|July 16, 2008
まとめ
本研究は,ナノピペット方式で精密な局所配送の反応剤を提示し,表面での濃度変化を制御することを可能にします. このテクニックは,単一の細胞や分子をミリ秒から二次スケールの応答で操作するために使用されました.
科学分野:
- バイオフィジックス 生物物理学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- 表面化学について
背景:
- 局所化学環境の正確な制御は,細胞および分子プロセスを研究するために不可欠です.
- 既存の方法は,ダイナミックな生物学的システムに必要な空間的および時間的な解像度が欠けていることが多い.
研究 の 目的:
- 局所的で繰り返される試料の配送または枯渇のための多用途なナノピペットベースの方法を開発する.
- 高い空間と時間の解像度を持つ表面での反応剤濃度に対する正確な制御を実証する.
主な方法:
- ナノピペットシステムを使用して,水溶性反応剤 (Na+, OH-) をパルス電圧駆動で送達しました.
- 局所的な表面濃度変化を定量化するために,総内部反射光顕微鏡を用いた.
- 配送ダイナミクスに対するパイペット直径,適用電圧,およびパイペット表面分離の影響を調査した.
主要な成果:
- 反応時の応答時間はわずか10msで,空間半径は1〜30μmのリアジェンスの配送を達成しました.
- ナトリウムイオンを投与することによって,単一のEscherichia coliのフラゲラモーターの局所的な制御が実証されました.
- 局所的な酸の投与を用いたトリガーされた単分子DNA展開を展示しました.
結論:
- 開発されたナノピペット方法は,生物学的および化学的研究における局所化化学操作のための汎用的なツールを提供します.
- この技術は,単細胞の機能と微小規模の分子行動の正確な制御を可能にします.
- この方法は,システム生物学と材料科学における高度な研究のための基礎を提供します.
