AFM-naald tekent patroon van verschillende chemicaliën

Amerikaanse onderzoekers hebben bedacht hoe je minstens drie verschillende reagentia op één chip kunt aanbrengen, in elk patroon dat je maar wilt. Deze ‘thermochemische nanolithografie’ (TCNL) gaat nog redelijk snel ook, zo vertellen Elisa Riedo en collega’s (Georgia Tech) in het tijdschrift Advanced Functional Materials.

Het idee is om de chip te coaten met een polymeerlaagje dat normaal gesproken chemisch inert is. Daar teken je het gewenste patroon op met een aangepaste ‘atomic force’-microscoop (AFM), waarvan de tastnaald kan worden verhit. Door de warmte wordt het polymeer dusdanig aangetast dat er reactieve amines ‘bloot’ komen te liggen.

Dankzij de fijnheid van de gebruikte AFM-tips (uit het lab van William King, University of Illinois) hoeven die reactieve plekjes niet groter te zijn dan een paar nanometer.

Vervolgens doop je de chip in een oplossing van een reagent dat zich aan die amines hecht. En daarna begin je overnieuw met het patroon dat je voor je tweede reagent in gedachten had.

De onderzoekers hebben op die manier al thio-, aldehyde- en biotine-spots gemaakt. En uiteraard aminespots, door de chip de laatste keer helemaal nergens in te dopen. Ook hebben ze al laten zien dat je die spots bijvoorbeeld kunt gebruiken om DNA-strengen en eiwitten in een vooraf bepaald patroon op een chip te hechten.

Voordelen van TCNL zijn dat de techniek vele malen sneller werkt dan Chad Mirkins dip-pen lithografie, waarbij je voor bij elk puntje de AFM-tip opnieuw in een bakje met reagentia moet dopen. Bovendien blijken de chips uiterst stabiel en is het zelfs mogelijk om een getekend patroon een maand te bewaren voordatje het in de reagentia doopt. Je kunt dus zelfs het tekenwerk uitbesteden aan een lab dat meer verstand heeft van AFM dan jijzelf.

Uiteraard wordt het wel knap onhandig wanneer je voor elke extra stof de chip heen en weer moet sturen. Maar dat zeggen de onderzoekers er niet bij.

bron: Georgia Tech