கிராஃபீன் மூலம் உயிரி மூலக்கூறுகளை தனிமைப்படுத்துதல் மற்றும் உணர்தல்

மாசசூசெட்ஸ் ஆம்ஹெர்ஸ்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் உதவிப் பேராசிரியர் ஜிங்கிலி பிங் தலைமையிலான புதிய ஆராய்ச்சி, ஒரு நுண் சாதனத்தில் ஒரே நேரத்தில் மற்றும் அதே இடத்தில் மூலக்கூறுகளை தனிமைப்படுத்தி கண்டறிவதில் பெரும் சவாலை முறியடித்துள்ளது. ACS நானோவில் சமீபத்தில் வெளியிடப்பட்ட இந்த வேலை, எலக்ட்ரோகினெடிக் பயோசாம்பிள் செயலாக்கம் மற்றும் பகுப்பாய்விற்கு கிராஃபீனைப் பயன்படுத்துவதில் ஒரு முக்கியமான முன்னேற்றத்தை நிரூபிக்கிறது, மேலும் லேப்-ஆன்-எ-சிப் சாதனங்கள் சிறியதாகி முடிவுகளை விரைவாக அடைய அனுமதிக்கும்.

உயிரி மூலக்கூறுகளைக் கண்டறியும் செயல்முறை சிக்கலானது, மேலும் அதிக நேரத்தை எடுத்துக்கொள்ளும். பொறியியல் கல்லூரியின் இயந்திரவியல் மற்றும் தொழில்துறை பொறியியல் துறையைச் சேர்ந்த பிங் கூறுகையில், “வழக்கமாக முதலில் அவற்றை ஒரு சாதனத்தில் ஒரு சிக்கலான ஊடகத்தில் தனிமைப்படுத்தி, பின்னர் அவற்றை வேறு சாதனம் அல்லது அதே சாதனத்தில் உள்ள மற்றொரு இடத்திற்கு அனுப்ப வேண்டும். பல்கலைக்கழகத்தின் பயன்பாட்டு வாழ்க்கை அறிவியல் நிறுவனத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. “இப்போது நாம் அவற்றை தனிமைப்படுத்தி, அதே நேரத்தில் மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் சாதனத்தில் அதே மைக்ரோஸ்கேல் இடத்தில் கண்டறியலாம். இதற்கு முன்பு யாரும் இதை நிரூபித்ததில்லை.”

கார்பன் அணுக்களின் ஒரு அணு-தடித்த தேன்கூடு வடிவிலான கிராஃபீனை மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் சாதனத்தில் மைக்ரோ எலக்ட்ரோட்களாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அவரது ஆய்வகம் இந்த முன்னேற்றத்தை அடைந்தது.

“வழக்கமான மந்த-உலோக மைக்ரோ எலக்ட்ரோட்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​​​கிராஃபீன் மைக்ரோ எலக்ட்ரோட்களுக்கான மின்னாற்பகுப்பு நிலைத்தன்மை 1,000 மடங்குக்கு மேல் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இது உயர் செயல்திறன் கொண்ட மின்யியக்கவியல் பகுப்பாய்விற்கு ஏற்றதாக அமைகிறது” என்று அவர் கூறுகிறார்.

மேலும், மோனோலேயர் கிராஃபீன் வெளிப்படையானது என்பதால், “நாங்கள் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட மூலக்கூறுகளை நுண்ணோக்கி மூலம் கண்டறியவும், அதே நேரத்தில் கிராஃபீன் மைக்ரோ எலக்ட்ரோட்களுக்கு இயல்பான திசையில் இருந்து கண்டறிதலை அளவீடு செய்யவும் ஒரு முப்பரிமாண மல்டி ஸ்ட்ரீம் மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் உத்தியை உருவாக்கினோம்.”

ஆராய்ச்சியில் உருவாக்கப்பட்ட புதிய அணுகுமுறை, அதிகபட்ச நேரம் மற்றும் அளவு செயல்திறன் கொண்ட லேப்-ஆன்-எ-சிப் சாதனங்களை உருவாக்க வழி வகுக்கிறது, என்று பிங் கூறுகிறார். மேலும், அணுகுமுறை உயிரி மூலக்கூறுகளை பகுப்பாய்வு செய்வதோடு மட்டுப்படுத்தப்படவில்லை. செல்கள் மற்றும் பாக்டீரியா போன்ற நுண்ணுயிரிகளை பிரிக்கவும், கண்டறியவும் மற்றும் தூண்டவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

“Graphene-Enabled High-Performance Electrokinetic Focusing and Sensing” என்ற தலைப்பில் பிங்கின் மாணவர்கள், சியாவோ ஃபேன் மற்றும் சியாயு ஜாங் ஆகியோர் வெளியிட்டுள்ளனர்.

References:

• Fan, X., Zhang, X., & Ping, J. (2022). Graphene-Enabled High-Performance Electrokinetic Focusing and Sensing. ACS nano.
• Shangguan, Q., Zhao, Y., Song, Z., Wang, J., Yang, H., Chen, J., & Yi, Z. (2022). High sensitivity active adjustable graphene absorber for refractive index sensing applications. Diamond and Related Materials, 109273.
• Wang, Y., Zhu, G., Li, M., Singh, R., Marques, C., Min, R., & Kumar, S. (2021). Water pollutants p-cresol detection based on Au-ZnO nanoparticles modified tapered optical fiber. IEEE Transactions on NanoBioscience, 20(3), 377-384.
• Zhu, J., Huang, X., & Song, W. (2021). Physical and Chemical Sensors on the Basis of Laser-Induced Graphene: Mechanisms, Applications, and Perspectives. ACS nano, 15(12), 18708-18741.
• Song, M., Sun, H., Yu, J., Wang, Y., Li, M., Liu, M., & Zhao, G. (2021). Enzyme-free molecularly imprinted and graphene-functionalized photoelectrochemical sensor platform for pollutants. ACS Applied Materials & Interfaces, 13(31), 37212-37222.