Investigadores de la Universidad de Kanazawa informan en Química analítica un método eficaz para llenar un lote de nanopipetas con una abertura de poro inferior a 10 nanómetros. El método se basa en la aplicación de un gradiente de temperatura a las puntas de las nanopipetas para expulsar las burbujas de aire residuales.

Nanopipettes, en el que un canal a nanoescala se llena con una solución, se utilizan en todo tipo de aplicaciones de nanotecnología, incluyendo microscopía de sonda de barrido. Llevar una solución a una nanopipeta con un diámetro de poro inferior a 10 nanómetros es un desafío, sin embargo, ya que las fuerzas capilares impiden el llenado completo de un poro de nanopipeta de menos de 10 nm con un líquido. Ahora, Shinji Watanabe y sus colegas de la Universidad de Kanazawa han encontrado una forma simple pero eficiente de llenar nanopipetas. Los investigadores muestran que la "burbuja de aire" que normalmente permanece cerca del extremo del poro de la pipeta se puede eliminar aplicando un gradiente de temperatura a lo largo de la pipeta.

Los científicos investigaron su 'método impulsado térmicamente' en un lote de 94 pipetas, alineados longitudinalmente uno al lado del otro, todos con un diámetro de poro de alrededor de 10 nm. Las pipetas se colocaron en una placa de metal mantenida a una temperatura de 80 ° C, con sus puntas sobresaliendo del plato, resultando en un gradiente de temperatura.

Imágenes de microscopía óptica de lapso de tiempo del proceso de llenado de las nanopipetas mostraron que después de 1200 segundos, las puntas están completamente llenas de solución, y que las burbujas de aire salgan de las pipetas.

Para comprobar que las pipetas no tenían burbujas, Watanabe y sus colegas realizaron las llamadas mediciones I – V. Cada pipeta se llenó con una solución de cloruro de potasio (KCl), que está conduciendo. A continuación, ambos extremos de la pipeta se pusieron en contacto con electrodos. Si hay una corriente eléctrica entre los extremos, específicamente, si la pipeta tiene una conductividad eléctrica por debajo de unos pocos GΩ, entonces el llenado con la solución está completo. Los investigadores observaron corrientes eléctricas y, por lo tanto, el llenado de todo el lote de pipetas.

Los científicos también realizaron mediciones de microscopía electrónica de transmisión (TEM) de pipetas con diámetros de poro inferiores a 10 nm. Aunque el método impulsado térmicamente conduce a buenos contactos eléctricos, Se observaron estructuras en forma de partículas dentro de las puntas de las nanopipetas, demostrando que (citando a los investigadores) "La observación de TEM sin inducir la deformación de la pipeta es importante para determinar con precisión las características de las nanopipetas de menos de 10 nm".

Watanabe y sus colegas concluyeron que su método "es muy práctico y fácil de introducir en la frabricación de nanopipetas" y que su estudio "proporcionará una contribución significativa a varios campos de la nanociencia utilizando nanopipetas".

Nanopipettes

Las nanopipetas suelen estar hechas de cuarzo o vidrio, y tienen una abertura de poro en el rango nanométrico. Hoy dia, las nanopipetas se utilizan para la detección molecular, entrega de productos químicos y microscopía de sonda de barrido. La última es una técnica para obtener imágenes de la superficie de un material escaneando una sonda sobre él; para la sonda, se puede utilizar una nanopipeta llena de solución.

La función de una nanopipeta suele ser la de permitir el transporte, y su detección, de objetos de tamaño nanométrico (en solución) a través del poro de la pipeta.

Llenar completamente una nanopipeta con una solución ha sido difícil:debido a la fuerza capilar, casi siempre hay una "burbuja de aire" en la punta de la pipeta. La eliminación de la burbuja de aire ha demostrado ser problemática para nanopipetas con una apertura de poro de 10 nanómetros o menos.

Ahora, Shinji Watanabe y sus colegas de la Universidad de Kanazawa han encontrado una manera de lograr el llenado completo de un lote de muchas nanopipetas con una apertura de poro de aproximadamente 10 nm. El método, basado en la aplicación de un gradiente de temperatura a las nanopipetas, es simple y eficiente.