迷信家将烧烤挨水机改革成下科技试验室装备

迷信家将烧烤挨水机改革成下科技试验室装备

乔治亚理工年夜学本科生下拉妇·拜亚减瓦利和助理教学萨德·巴姆推举了丁烷挨水机的例子,他们用去制作便宜的电脱孔装备——一种正在性命科学研究中有效的电穿孔设备。(信誉:克里斯托弗·摩我,帮忙亚理工学院)

研究人员曾经设计出一种简略的技术,用廉价的部件,包括从丁烷打火机中掏出的压电晶体,来制作一种被称为电穿孔仪的实验室设备——这类设备可以经过电击来久时打开细胞壁。

这种被称为电镀机的设备的打算,和创立3D打印外壳所必须的文明,正在筹备中。

“我们使用电穿孔的目的是让高中、重视估算的实验室,乃至那些在出有电的偏僻地域工作的人可以禁止电穿孔实验或过程,”他说M.Saad Bhamla佐治亚理工学院的助理传授化学和生物分子工程学院。“这是另外一个例子,经由过程把这种能力交到更多科学家和有理想的科学家手中,来寻觅绕过经济限度推动科学研究的方式。”

在1月10日《华尔街日报》报导的一项研究中公共科学图书馆生物学由好国国家科学基金会和米国国破卫生研究院资助,研究人员具体先容了构建电脉冲的办法,电脉冲能够产生大批实验室任务所需的2000伏以上的短脉冲。

细胞膜的重要工作之一是充任掩护界限,维护活细胞的内部工作没有受外界情况的硬套。

当心只要长久的电击,膜便会临时翻开,让当地份子流进——这一进程称为电穿孔,多少十年来,分子生物学试验室始终在应用这一过程来实现从细菌检测到基果工程的义务。

尽管这种做法已变得十分广泛,电穿孔的高成本和对付电源的依附使得这项技术大部门范围于学术或专业实验室。巴姆拉和本科生高拉夫·拜亚加瓦利在配合者索哈姆·辛哈、张燕、马克·斯蒂钦斯基助理教授和兰伯特高中先生珍妮特·斯坦德甚至的辅助下,动手转变这种状态。

Byagathvalli说:“一旦我们决议处理这个题目,我们就开端摸索电穿孔剂的外部任务道理,以懂得它们为何如斯宏大和高贵。”。“自20世纪80年月初构想以来,电穿孔仪在设想上不严重变更,这激起了一个问题,即我们能否能以很小的成本失掉异样的产度。当我们发现一种能够经由过程压电发生这些高电压的打火机时,咱们高兴地发现了这个一般对象背地的新机密。”

除压电打火机晶体(当压力施加到它身上时会产生电流),该安装的其他部件还包含镀铜导线、热压缩导线尽缘体和铝带。为了将它们联合在一路,研究职员计划了一个3D打印的中壳,它也能够做为激活器。研究人员讲演说,贪图部件都在脚边,该设备可以在15分钟内组装结束。

只管电泳仪的设计并非为了代替实验室级的电穿孔仪,这种电穿孔仪成本高达数千美圆,可能处置多种细胞混杂物,但在不须要大容量的情形下,这种仪器依然存在很强的履行任务的能力。

研究人员测试了几种分歧的较沉晶体,应用基于弹簧的机造找到产生分歧电压的晶体。为了更好地懂得打火机的功效,该团队使用了一台每秒1057帧的高速摄像机来察看缓举措中的设备力学。

“这种装置工作的一个基础起因是压电晶体产生连续的高电压,取使用者施加的力有关,”巴姆拉说。“我们的实验注解,这些打火机中的锤子能够到达3000克的加快量,这说明了为甚么它能够产生如此高的电压脉冲。”

为了测试它的才能,研究人员在大肠杆菌样板上使用该设备增加一种化学物资,使细菌细胞在特别光芒下收回荧光,照明细胞局部,使它们更轻易辨认。相似的技巧可用于真验室或长途现场草拟,以检测细菌或其他细胞的存在。

该小组借评价了应设备是不是易于使用,并将组拆好的电子设备输送给其余年夜学和高中的学生。

巴姆拉道:“研究小组胜利天取得了雷同的荧光抒发,我以为这考证了这些设备在寰球先生中传布和采取的易易水平。”。

为此,研究人员供给了若何制造该设备的规划,以及3D打印机用来制制外壳和致动器的数字文件。接上去的研究推测包括测试更大规模的打火机,在更大范畴内寻觅一致的电压,目标是发明分歧电压的电子产物。

那项研讨获得了国家迷信基金会(NSF)第1817334号赠款、明德林基金会第MF19-1T1P03号赠款和国度卫死研究院(NIH)第R01-EB022592号赠款的支撑。本资料中表白的任何看法、发明和结论或倡议皆是作家的意睹、收现跟论断或提议,未必反应援助构造的意见。援用:Gaurav Byagathvalli,Soham Sinha,Yan Zhang,Mark P. Styczynski,Janet Standeven,和M. Saad Bhamla,“电疗:超低本钱的无电便携式电疗仪”(私人科教藏书楼生物学,2020年1月)

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