Новый чип для измерения одиночных молекул объединяет оптику и электричество

Исследователи из UC Santa Cruz создали платформу на чипе, которая сочетает электрические и оптические измерения для изучения одиночных молекул и наночастиц. В статье, опубликованной 9 июля в Nano Letters, сообщается, что устройство с точностью 100% отличало вирусы от наночастиц схожего размера.

Сочетание двух методов на одном чипе даёт больше информации, чем каждый по отдельности, пояснил автор-корреспондент Хольгер Шмидт. Новый чип развивает предыдущие разработки его лаборатории в области оптофлюидных технологий.

Как это работает:

• Чип содержит нанопору в твёрдой мембране и микрофлюидный канал.
• Нанопора выполняет роль "умного затвора", доставляя по одной частице в канал, и позволяет проводить электрические измерения при прохождении частицы.
• В канале частица попадает в луч света, что позволяет провести оптический анализ (например, флуоресцентный).

Ключевые возможности:

• Корреляция данных: Сопоставляя силу электрического сигнала (падение тока), интенсивность оптического сигнала и время измерений, можно различать частицы по размеру, оптическим свойствам и скорости потока.
• Различение по составу: В эксперименте смесь вируса гриппа (красная метка) и нанобусин (синяя метка) аналогичного диаметра была успешно разделена. Синие бусины двигались быстрее, возможно, из-за разницы в поверхностном заряде или массе.
• Подсчёт частиц: Устройство может использоваться для точного подсчёта количества вирусных частиц в образце.

Перспективы: Группа Шмидта работает над добавлением в систему оптического пинцета. Это позволит удерживать молекулу в канале для детального изучения, а затем отпускать её, что потенциально даст возможность анализировать сотни молекул в час. Интеграция всего функционала на одном чипе сделает измерения одиночных молекул гораздо проще и удобнее.