Alat Kecil: Mengontrol Tetesan Air Dengan Reaktor Biokimia – Miniaturisasi dengan cepat membentuk kembali bidang biokimia, dengan munculnya teknologi seperti mikrofluida dan perangkat “lab-on-a-chip” yang menggemparkan dunia.
Reaksi kimia yang biasanya dilakukan dalam termos dan tabung sekarang dapat dilakukan dalam tetesan air kecil tidak lebih besar dari beberapa sepersejuta liter. sbobet365
Khususnya, dalam teknik sandwiching droplet-array, tetesan kecil seperti itu diletakkan secara teratur pada dua permukaan datar paralel yang berlawanan satu sama lain.
Dengan mendekatkan permukaan atas ke bagian bawah, setiap tetesan atas membuat kontak dengan tetesan bawah yang berlawanan, bertukar bahan kimia dan mentransfer partikel atau bahkan sel.
Secara harfiah, tetesan ini dapat bertindak sebagai ruang reaksi kecil atau kultur sel, dan mereka juga dapat memenuhi peran alat penanganan cairan seperti pipet tetapi dalam skala yang jauh lebih kecil.
Masalah dengan droplet-array sandwiching adalah tidak ada kontrol individu terhadap droplet; setelah permukaan atas diturunkan, setiap tetesan di permukaan bawah harus membuat kontak dengan satu di permukaan atas. americandreamdrivein.com
Dengan kata lain, teknologi ini terbatas pada operasi batch, yang membatasi keserbagunaannya dan membuatnya lebih mahal.
Mungkinkah ada cara sederhana untuk memilih tetesan mana yang harus bersentuhan ketika permukaan didekatkan?
Terima kasih kepada Profesor Satoshi Konishi dan rekan-rekannya di Universitas Ritsumeikan, Jepang, jawabannya adalah ya.
Dalam sebuah penelitian baru-baru ini yang diterbitkan dalam Scientific Reports, tim ilmuwan ini mempresentasikan teknik baru yang memungkinkan seseorang untuk secara individual memilih tetesan untuk kontak dalam susunan susunan tetesan.
Gagasan di balik pendekatan mereka cukup mudah: Jika kita dapat mengontrol ketinggian masing-masing tetesan di permukaan bawah untuk membuat beberapa titik berdiri lebih tinggi daripada yang lain, kita dapat mendekatkan kedua permukaan sedemikian rupa sehingga hanya tetesan tersebut yang melakukan kontak dengan rekan-rekan mereka sambil menghemat beristirahat. Bagaimana ini sebenarnya dicapai, bagaimanapun, sedikit lebih sulit.
Para peneliti sebelumnya telah mencoba menggunakan listrik untuk mengontrol “keterbasahan” bahan dielektrik di area di bawah setiap tetesan.
Pendekatan ini, yang dikenal sebagai “electrowetting-on-dielectric (EWOD),” memungkinkan seseorang sedikit mengubah keseimbangan gaya yang menahan tetesan air bersama-sama saat beristirahat di permukaan.
Dengan menerapkan tegangan listrik di bawah tetesan, dimungkinkan untuk membuatnya sedikit menyebar, meningkatkan luasnya dan mengurangi ketinggiannya.
Namun, tim menemukan bahwa proses ini tidak mudah dibalik, karena tetesan tidak akan secara spontan memulihkan ketinggian aslinya setelah tegangan dimatikan.
Untuk mengatasi masalah ini, mereka mengembangkan elektroda EWOD dengan pola hidrofilik-hidrofobik.
Ketika elektroda dihidupkan, proses yang dijelaskan sebelumnya membuat tetesan di atasnya menyebar dan menjadi lebih pendek.
Sebaliknya, ketika elektroda dimatikan, bagian hidrofobik luar elektroda menolak droplet sedangkan bagian hidrofilik bagian dalam menariknya. Ini mengembalikan bentuk asli, dan tinggi, dari tetesan.
Para peneliti memamerkan metode mereka dengan meletakkan beberapa elektroda EWOD di permukaan bawah platform sandwich array droplet.
Dengan hanya menerapkan tegangan ke elektroda yang dipilih, mereka dapat dengan mudah memilih pasangan tetesan mana yang bersentuhan saat platform atas diturunkan. Dalam demonstrasi mereka, mereka mentransfer pewarna merah dari tetesan atas ke hanya beberapa tetesan bawah.
“Pendekatan kami dapat digunakan untuk mengatur kontak individu antara tetesan secara elektrik, memungkinkan kami dengan mudah mengontrol konsentrasi bahan kimia dalam tetesan ini atau bahkan mentransfer sel hidup dari satu ke yang lain,” jelas Prof. Konishi.
Studi ini membuka jalan bagi kombinasi yang berpotensi bermanfaat dari teknik penanganan droplet dan otomatisasi.
“Kami membayangkan teknologi lab-on-chip menggunakan droplet akan menggantikan operasi manual konvensional yang menggunakan alat seperti pipet, sehingga meningkatkan efisiensi penyaringan obat. Pada gilirannya, ini akan mempercepat proses penemuan obat,” tegas Prof. Konishi.
Dia menambahkan bahwa kultur sel dalam tetesan gantung, yang telah digunakan di bidang biologi sel, juga akan membuat evaluasi obat dan bahan kimia berbasis sel lebih murah dan lebih cepat, yang merupakan alat berharga untuk biokimia dan biologi sel.
Mari kita berharap buah dari teknologi ini “jatuh” sebentar lagi.