Химики создали микрочип для тысячи реакций

Почти вся химическая аппаратура может теперь уместиться на площади размером с почтовую марку. Столетиями учёные проводили опыты и строили для них гигантские лаборатории, но исследователи будущего, скорее всего, будут просто вставлять микрочип в компьютер. Начало положено.

Микроструйное устройство помещается на ладони, но при этом выполняет 1024 химические реакции одновременно (фото UCLA).

На светлое будущее работают разноплановые специалисты из университета Калифорнии (UCLA). Им уже удалось создать управляемый обыкновенным компьютером микрочип, который одновременно выполняет более тысячи реакций. Подобная "лошадка" вполне способна практически самостоятельно обнаружить даже потенциальное лекарство от рака.

Система основа на работе микроструйных каналов, которые могут дозировано подавать мельчайшие количества веществ (такие, что даже не увидеть невооружённым глазом). Чтобы обнаружить нужную "лечебную" молекулу, которая будет связываться с белковым ферментом, тем самым, ускоряя или замедляя определённый процесс в клетке, необходимо провести большое количество реакций. Именно их и осуществляет "лаборатория на чипе" (в обычных условиях поиск может занять годы).

В данном случае микрочип в качестве теста искал возможный ингибитор фермента карбоангидразы быка. В результате тысячи циклов сложных процессов, таких как отбор пробы, смешивание нескольких реагентов и последовательное микроканальное прополаскивание, всё это было проделано устройством в течение всего лишь нескольких часов.

Сейчас учёные анализируют полученные данные, причём делать это приходится вручную. В будущем же инженеры, химики и биологи надеются автоматизировать процесс.

Дизайн интегрированных микройструйных устройств второго поколения (иллюстрации UCLA).

"Драгоценные молекулы ферментов необходимые для одной реакции в традиционной лаборатории могут быть разобраны чипом на сотни доз, каждая из которых вступит в одну из сотен параллельно проводимых реакций. Таким образом, уменьшается количество расходуемых материалов, удешевляется и ускоряется исследование", — говорит в пресс-релизе UCLA один из авторов работы Хсыань-Жун Тсэн (Hsian-Rong Tseng).

Следующим шагом станет подбор реакций, которые бы мог проводить микрожидкостный чип. В первую очередь будут рассматриваться те, где количество исходных доступных веществ мало. Биологи, в частности, предлагают использовать новинку для исследования киназ, ферментов играющих важную роль в процессах злокачественных трансформаций опухолей.

Статья авторов опубликована в журнале, который так и называется "Лаборатория на чипе" (Lab on a Chip).