domingo, 23 de diciembre de 2012

Nano-electropulverizador dual para reacciones rápidas de biomoléculas

Un equipo de científicos ha creado la cámara de reacción más pequeña del mundo, con un volumen de mezcla que puede medirse en femtolitros. Usando esta minúscula cámara de reacción se planea estudiar el tipo de reacciones bioquímicas rápidas a nanoescala que tienen lugar en células individuales

Actualmente, la cámara reacción consiste en nada más que un pequeño spray de líquido, producido por una técnica conocida ionización por electrospray, en la cual un líquido se convierte en cientos de gotas cargadas por exposición a un alto voltaje a medida que sale de la boquilla de un delgado capilar.

Como el agua que se pulveriza de una manguera, estas gotas cargadas forman un cono, conocido como cono de Taylor, a medida que se emiten desde la boquilla. Ya que el proceso de electrospray transforma cualquier entidad química dentro del líquido en iones, es una técnica habitualmente usada para ionizar una muestra de líquido antes de ser analizada por espectrometría de masas.

En la ionización por electrospray convencional, las gotas cargadas son emitidas desde una única boquilla y forman un solo cono de Taylor. Los investigadores se dieron cuenta que emitiendo gotas cargadas con diferente composición química de dos boquillas separadas pero adyacentes da lugar a una unión de los respectivos conos de Taylor, permitiendo que las entidades químicas de esas gotas puedan reaccionar juntas.



Haciendo las boquillas lo suficientemente pequeñas, estas pueden producir conos de Taylor de volúmenes cercanos a femtolitros, y enlazándolas a un espectrómetro de masas, esta configuración puede usarse para estudiar las rápidas reacciones bioquímicas a nanoescala que tienen lugar dentro de células.

Para probar este enfoque, el equipo de investigadores fabricó un electrospray emisor de doble canal recubierto de metal, en el cual un capilar circular, de solo 4.5 μm de diámetros, es dividido en dos canales semi-circulares. Tras pulverizar primero moléculas teñidas de diferente color por cada canal y mostrar que los conos de Tayler resultantes se unían, los científicos rociaron el antibiótico vancomicina de un canal y una versión del péptido que se une a la de la otra.

Como se esperaba, las moléculas se enlazaron entre si dentro de la unión de los conos de Taylor de tamaño femtolitro, con todo el proceso de reacción teniendo lugar en unas pocas decenas de microsegundos. El complejo molecular resultante formado por vancomicina y el péptido puede ser claramente detectado por el espectrómetro de masas.

Además de ofrecer una novedosa forma de estudiar las reacciones bioquímicas, este enfoque proporciona una nueva manera de dirigir la ionización por electrospray. Se puede usar un canal para la muestra y otro para probar las propiedades químicas de la muestra con otros componentes.

Via IM Publications

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