Химическая лаборатория в кармане

// // Новое //

В скором времени в химической лаборатории будут совершенно не нужны пробирки, реторты, кюветы и прочий инвентарь. Теперь достаточно будет просто попросить лаборанта загрузить микрочип в компьютер и проводить множество реакций одновременно прямо за монитором. Таким образом, вся химическая лаборатория будущего может буквально уместиться в кармане.

Исследователями из Университета Калифорнии разработана технология, позволяющая проводить свыше тысячи реакций одновременно на микрочипе размером с почтовую марку. Это позволяет в разы ускорить поиск потенциальных препаратов для лечения тяжелых заболеваний.

При создании лаборатории использовались принципы мигкрогидродинамики, позволяющие отделять и направлять крошечные дозы веществ. Химические реакции осуществлялись по методу «in situ click chemistry» - «сборки реактивов на месте», методу, введенному доктором Шарплессом в 2001 году и предполагающему непосредственный синтез необходимых для реакции веществ из субъединиц на месте проведения реакции. Этот метод часто используется для опознания потенциальных лекарственных молекул, которые присоединяются к ферментам, чтобы активировать или ингибировать тот или иной процесс и которые раньше опознавались с помощью масс-спектрометрии.

Ранее ученым удавалось проводить на чипе лишь очень ограниченное число реакций, однако новый метод, основанный на использовании инновационной нанотехнологии, открывает перед химиками широкие возможности. Созданный в Калифорнии чип способен проводить одновременно 1.024 реакции. Во время тестового испытания ученые выдели с помощью чипа вещество-ингибитор фермента карбоангидразы, недостаток которого вызывает у человека мраморную болезнь.

Для поиска требовалась тысяча циклов сложных процессов, включая контролируемую подборку и смешивание библиотек реагентов и постоянную промывку микроканалов. Все это было произведено в микрочипе буквально за несколько часов. Затем результаты всех реакций исследовались вручную, однако в настоящее время ученые работают над автоматизацией процесса анализа всех реакций на компьютере.

Примечание: микрогидродинамика  - междисциплинарная наука, которая описывает поведение малых (порядка микро и нанолитра) объёмов и потоков жидкостей. Микрогидродинамика находится на стыке физики, гидравлики, динамики, химии, биологии и инженерных знаний. Понятие микрогидродинамики возникло в 1990-х годах  с развитием нанотехнологий. В международной практике принят термин микрофлюидика.