Gooi het wasmiddel weg en vergeet het elleboogvet:vervelende eiwitten kunnen nu van oppervlakken worden verwijderd door ze eenvoudigweg bloot te stellen aan licht, dankzij een herbruikbare titania-sjabloon ontwikkeld door A*STAR-onderzoekers.

Biologen hebben veel redenen om oppervlakken te modelleren met eiwitten, van het maken van zeer selectieve biosensoren tot het bestuderen van fundamentele processen zoals weefselvorming. Wat ze niet willen, echter, is dat de eiwitten voor onbepaalde tijd op het oppervlak blijven. Helaas, het ontdoen van een oppervlak van eiwitten is een gecompliceerde en tijdrovende taak, wat betekent dat de meeste biologen hun substraten doorgaans na eenmalig gebruik weggooien, wat leidt tot hoge kosten voor verbruiksartikelen. Bovendien, vanwege de complexiteit van fabricagesystemen, biologen besteden hun chipproductie meestal uit aan ingenieurs, wat vertragingen met zich meebrengt en de kosten verder verhoogt.

Karen Chong en haar team van het A*STAR Institute of Materials Research and Engineering in Singapore erkenden dat deze vertragingen en kosten konden worden vermeden door een fabricagetechniek te ontwerpen die niet-ingenieurs zouden kunnen gebruiken. "We wilden aantonen dat fabricage- en patroontechnieken kunnen afwijken van de traditionele domeinen van micro-elektronica, " herinnert ze zich. "Specifiek, we wilden fabricagetechnieken creëren die gemakkelijk door biologen kunnen worden overgenomen en gerepliceerd."

Chong merkt op dat om praktisch te zijn, fabricagetechnieken moeten ofwel eenvoudig te gebruiken zijn of het potentieel hebben om te worden opgeschaald om commerciële hoeveelheden te produceren. Bijgevolg, zij en het team concentreerden zich op twee technieken:interferometrische lithografie voor de eerste en nano-imprint-lithografie voor de laatste.

"Interferometrische lithografietechnieken kunnen eenvoudig worden gerepliceerd door biologen zonder de noodzaak van een zeer complexe of dure opstelling in hun laboratoria, " legt ze uit. "Hoewel nano-imprinting niet praktisch is voor kleinere laboratoria, het stelt ons in staat om deze monsters op te schalen naar substraten met een groter oppervlak."

Beide benaderingen leverden oppervlakken op met titania-nanostructuren (zie afbeelding) die vervolgens werden bedekt met eiwitresistente silanen. Blootstelling aan ultraviolet licht degradeert de silanen, waardoor eiwitten aan de geselecteerde regio's kunnen hechten. Nadat de substraten met eiwitpatroon hun doel hebben gediend, Chong beschrijft hoe "de eiwitten op de chips snel kunnen worden verwijderd, door de gebruikte substraten gewoon bloot te stellen aan ultraviolet licht, zonder dat er uitgebreide reinigingsmethoden nodig zijn." De substraten kunnen dan onmiddellijk opnieuw worden gebruikt zonder dat er verdere voorbereiding nodig is.

"Met de recyclebare chip en de techniek die we hebben gedemonstreerd, fabricagetechnieken zijn niet langer het exclusieve domein van ingenieurs, " merkt Chong op.