3D-printen heeft de laatste jaren aan populariteit gewonnen als middel voor het creëren van een verscheidenheid aan functionele producten, van gereedschap tot kleding en medische hulpmiddelen. Nutsvoorzieningen, het concept van multidimensionaal printen heeft een team van onderzoekers van het Advanced Science Research Center (ASRC) van het Graduate Center van de City University van New York geholpen om een ​​nieuwe, potentieel efficiëntere en kosteneffectievere methode voor het maken van biochips (ook bekend als microarrays), die worden gebruikt om biologische veranderingen in verband met ziekteontwikkeling te screenen en te analyseren, bioterrorisme agenten, en andere onderzoeksgebieden waarbij biologische componenten betrokken zijn.

In een artikel dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd: Chemo , onderzoekers van het ASRC's Nanoscience Initiative beschrijven hoe ze microfluïdische technieken hebben gecombineerd met straalpenlithografie en fotochemische oppervlaktereacties om een ​​nieuwe biochip-printtechniek te bedenken. De methode omvat het blootstellen van het oppervlak van een biochip aan specifieke organische reagentia, en vervolgens met behulp van een strak gerichte lichtstraal om de geïmmobiliseerde reagentia aan het oppervlak van de chip te hechten. Het proces stelt wetenschappers in staat om een ​​enkele chip herhaaldelijk bloot te stellen aan dezelfde of verschillende factoren en de reacties op verschillende delen van de biochip af te drukken. Het resultaat is een biochip die meer sondes kan herbergen dan haalbaar is met de huidige commerciële platforms.

"Dit is in wezen een nieuwe printer op nanoschaal waarmee we meer complexiteit op het oppervlak van biochips kunnen afdrukken dan welke van de momenteel beschikbare commerciële technologieën dan ook, " zei Adam Braunschweig, hoofdonderzoeker en universitair hoofddocent bij het ASRC's Nanoscience Initiative. "Het zal ons helpen om veel beter inzicht te krijgen in hoe cellen en biologische routes werken."

Een bijkomend voordeel van de nieuwe tool is dat het onderzoekers in staat stelt om betrouwbaar te printen op een verscheidenheid aan delicate materialen, waaronder glazen, metalen, en lipiden - op de lengteschaal van biologische interacties, en zonder het gebruik van een cleanroom. Het stelt wetenschappers ook in staat om meer reactieve sondes op een enkele chip te plaatsen. Deze verbeteringen kunnen, in theorie, de kosten van biochip-gefaciliteerd onderzoek te verlagen.

ASRC-wetenschappers onderzoeken nu manieren om hun nieuwe techniek voor het maken van deze biochips te verfijnen. "We willen in staat zijn om nog complexere oppervlakte-interacties vast te leggen en onze resolutie terug te brengen tot een enkel molecuul, " zei ASRC-onderzoeksmedewerker Carlos Carbonell, hoofdauteur van de krant. "Deze techniek geeft aanleiding tot een nieuwe methode voor het maken van microarrays die nuttig zou moeten zijn voor het hele veld van biologisch 'omics'-onderzoek."

Biologische sondes worden gevormd tot biochips met behulp van nanoscopische lichtpennen, waardoor onderzoekers het aantal sondes dat in een enkele chip kan worden geïmmobiliseerd, kunnen vergroten.