(c) Pixabay, Pixabay licence, volné pro komerční použití

Chemie v levitujících kapkách namísto zkumavky

Chemici na Caltechu se dokázali obejít bez zkumavek, namísto toho provádějí reakce v kapkách levitujících v silovém poli.

Jack Beauchamp a jeho kolegové přišli po laboratoři na čipu s konceptem laboratoře v kapce (lab-in-a-drop). Kapka kapaliny se přitom vznáší díky akustické levitaci – pomocí silných ultrazvukových vln se ve sloupci vzduchu podaří vytvořit oblasti vysokého a nízkého tlaku, čímž vzniknou potenciálové pasti (jámy), které jsou schopné udržet na místě drobné předměty. Objekt v oblasti s nízkým tlakem je přitom obklopen zónami vysokého tlaku. Lidskou obsluhu ultrazvuk nijak nerozptyluje, potřebné zařízení je levné (základní součástky v desítkách dolarů a zbytek si lze vyrobit pomocí 3D tisku).
K čemu je taková technika dobrá? Ve visící kapce vody v zásadě probíhá stejná reakce jako v kapce vody ve zkumavce, nicméně tímto způsobem lze s objekty přesněji manipulovat, lépe sledovat průběh reakce pomocí analytických technik a navíc pro některé reakce má být důležité, že kapalina se vůbec nedotýká pevných stěn. Studie publikovaná v Angewandte Chemie konkrétně v kapce kapaliny zkoumala chemické reakce léku (temoporfin) na rakovinu kůže. Vědci pokryli řádově milimetrovou kapičku vody lipidy, které tvoří buněčné membrány. Po přidání zkoumané látky a jejím ozáření červeným laserovým světlem bylo možné produkty reakcí mezi léčivem a lipidy přímo sledovat pomocí hmotnostní spektroskopie – molekuly z kapičky dokázal vytáhnout a přímo do spektrometru dodat pár elektrod s vysokým napětím. Červené světlo navíc temoporfin aktivovalo, takže ten oxidoval lipidy. Hmotnostní spektrometr umožňoval přímo sledovat průběh reakce.
(Temoporfin se již v protinádorové léčbě používá. Látka dokáže ničit rakovinné buňky, v místě léze se aktivuje červeným světlem, které relativně dobře proniká tkání. Tj. nešlo přímo o vývoj nového léčiva, ale o zkoumání reakce již známého léku v podmínkách odpovídajících zákroku.)
Jako zajímavá možnost se nabízí rovněž využití akustické levitace pro zkoumání drobných organismů. V oblastech nízkého tlaku by se mohl vznášet např. hmyz (mravenci, brouci…) a tímto způsobem by šlo jednoduše analyzovat třeba feromony vyměňované organismy blízko sebe. Další možnou aplikací je zkoumat takto reakce kapiček aerosolů, k nimž dochází v atmosféře.

Demonstrace na Youtube

Chaonan Mu et al. Mass Spectrometric Study of Acoustically Levitated Droplets Illuminates Molecular-Level Mechanism of Photodynamic Therapy for Cancer involving Lipid Oxidation, Angewandte Chemie International Edition (2019). DOI: 10.1002/anie.201902815
Zdroj: California Institute of Technology/Phys.org

Psi dokáží slova rozlišovat přesně, jak jinak

Tedy samozřejmě někteří psi a za určitých okolností. Jenomže přeslechnou se běžně i lidé, takže …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close