Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Offbeat

Peneliti membuat emulsi lapis baja sebagai tabung reaksi kecil untuk reaksi paralel – ScienceDaily


Jika Anda pernah mengocok botol saus salad yang dicampur dengan minyak dan cuka, Anda telah membuat emulsi untuk sementara. Namun, keadaan itu bersifat sementara, dan kedua komponen tersebut segera terpisah. Tetapi, bagaimana jika Anda dapat membuat emulsi yang stabil di mana semua tetesan kecil berada pada ukuran yang seragam untuk waktu yang lama? Ahli biologi UCLA dan ahli matematika telah melakukan hal itu, menciptakan emulsi “lapis baja” pertama.

Armor itu datang dalam bentuk cangkir kecil berbentuk U yang lembut, dengan panjang sekitar setengah milimeter. Dengan eksterior hidrofobik (penolak air) dan interior hidrofilik (menarik air), setiap partikel berbentuk U menangkap tetesan cairan yang menghasilkan emulsi yang tetap utuh setelah pencampuran. Teknologi ini membuka jalan baru dalam produksi farmasi dan kimia, penelitian biologi dan diagnostik.

Sebuah studi yang merinci penelitian baru-baru ini diterbitkan di Kemajuan Sains.

“Mereka seperti tabung reaksi kecil, tapi ribuan kali lebih kecil dari yang saat ini digunakan di laboratorium,” kata pemimpin studi Dino Di Carlo, profesor bioteknologi di UCLA Samueli School of Engineering dan UCLA’s Armond and Elena Hairapetian Professor of Engineering and Medicine. .

“Tidak seperti tabung reaksi tradisional, tabung ini secara otomatis terisi untuk menampung volume cairan seukuran sel tunggal. Dan karena ukurannya seragam, tabung ini ideal untuk melakukan reaksi kimia yang berulang. Ini adalah persyaratan mendasar dalam penelitian biologi dan diagnosa kesehatan. “

Bekerja sama dengan Andrea Bertozzi, seorang profesor matematika terkemuka di UCLA dan Profesor Betsy Wood Knapp untuk Inovasi dan Kreativitas, tim pertama kali membuat model matematika yang menjelaskan bagaimana geometri dan properti permukaan dari setiap cangkir berinteraksi dengan cairan untuk menampung volume yang seragam. Cangkir berbentuk U diproduksi menggunakan pendekatan pencetakan 3D skala mikro baru yang sebelumnya dikembangkan oleh kelompok penelitian Di Carlo.

“Ini adalah salah satu aplikasi paling menarik dari permukaan minimal dalam geometri yang telah saya lihat dalam waktu lama,” kata Bertozzi, yang timnya menggunakan metode numerik yang pertama kali diterapkan untuk mensimulasikan kemiringan volume 3D guna mempelajari konfigurasi volume optimal untuk partikel.

Partikel memungkinkan reaksi kimia terjadi pada banyak sel individu secara bersamaan. Sel dapat tetap hidup di dalam emulsi dan diidentifikasi untuk karakteristik yang diinginkan, seperti produksi enzim atau antibodi yang tinggi, atau resistensi terhadap obat. Karena volume cairan yang terperangkap kecil, produk reaksi dari sejumlah kecil sel atau molekul dapat terakumulasi ke tingkat yang tinggi dalam beberapa jam, bukan dalam hitungan hari. Kemampuan ini dapat menjadi penting untuk mempercepat penemuan obat baru dan mempercepat diagnosis kesehatan, seperti untuk infeksi bakteri atau penyakit kardiovaskular.

Selain memberikan stabilitas jangka panjang pada emulsi, partikel berbentuk U dapat memperkenalkan berbagai sifat fisik dan biokimia lainnya. Kimia permukaan partikel dapat dimodifikasi untuk menangkap penanda target penyakit tertentu. Selain itu, bentuk partikel memberikan metode unik untuk mengidentifikasi setiap reaksi, mirip dengan nomor barcode yang tertulis di sisi tabung reaksi. Makalah lain baru-baru ini oleh grup, yang diterbitkan di Lab on a Chip, menjelaskan jumlah kemungkinan bentuk partikel.

“Kami pikir pendekatan ‘lab-on-a-particle’ baru ini menunjukkan janji untuk melompati sistem ‘lab-on-a-chip’ sebelumnya dengan menghilangkan kebutuhan akan sistem pemompaan dan kontrol yang kompleks,” kata Di Carlo. “Membuat dan menggunakan emulsi lapis baja cukup mudah dengan peralatan laboratorium biasa seperti pipet dan sentrifugal. Hal ini memungkinkan lebih banyak laboratorium penelitian di seluruh dunia untuk melakukan penelitian yang berdampak tanpa investasi yang signifikan pada peralatan.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas California – Los Angeles. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize