Uso de un robot LEGO como mezclador de gradientes para purificar nanoestructuras de origami de ADN

Vista lateral del mezclador en gradiente LEGO durante (A) su posición inicial y (B) su fase de inclinación horizontal. (1) Soporte para tubos de centrífuga impreso en 3D. (2) Motor giratorio para girar los tubos mientras están en posición horizontal. (3) Servomotor giratorio encargado de inclinar los tubos horizontalmente. (4) Engranaje gris grande que conecta los dos motores con su complemento de engranaje pequeño. (5) El andamio que mantiene unida la estructura. (6) El controlador LEGO para orquestar los movimientos de los dos motores. Los cables negros están trazados en blanco para mayor claridad. Crédito:Sentosa et al, PLOS ONE (2023) CC-BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Un equipo de bioingenieros de la Universidad Estatal de Arizona ha encontrado una manera de utilizar un robot LEGO como mezclador de gradientes en una parte de un proceso para crear nanoestructuras de origami de ADN. En su artículo publicado en el sitio de acceso abierto PLOS ONE , el grupo describe cómo hicieron su batidora y su rendimiento.

Para crear estructuras de origami de ADN, se requiere la purificación de nanoestructuras de origami de ADN. Esto generalmente se hace mediante centrifugación de zona de velocidad, que implica el uso de una pieza de maquinaria relativamente costosa, un mezclador de gradiente. En este nuevo esfuerzo, el equipo de ASU ha descubierto que es posible construir una batidora de este tipo utilizando kits LEGO disponibles en el mercado.

Los mezcladores de gradiente funcionan haciendo girar el material dentro de tubos cilíndricos, pero requieren una forma de verter los ingredientes en los tubos. Por tanto, al principio los tubos deben colocarse verticalmente. Luego, una vez que se colocan las tapas en la parte superior para evitar derrames, los tubos se mueven a una posición horizontal y luego se hacen girar. Esto separa el material del líquido en un gradiente.

Para hacer un robot mezclador de gradiente LEGO, el equipo comenzó con una base simple y construyó un robot de un solo brazo encima de ella. El brazo sostiene y guía una plataforma a la que se pueden conectar los tubos. Al igual que con la versión comercial, una vez que los tubos están llenos y tapados, el brazo robótico hace girar los tubos lentamente para mezclar el contenido. Luego baja los tubos a una posición vertical y los hace girar rápidamente.

Las pruebas demostraron que el robot era capaz de mezclar y separar los materiales necesarios, al igual que las versiones comerciales, aunque costaba considerablemente menos. El equipo de investigación señala que toda la batidora, incluidos los dos motores (uno para la colocación y el otro para girar), estaba hecha únicamente de piezas de LEGO, excepto el soporte del tubo; lo hicieron usando una impresora 3D.

El equipo de investigación sugiere que su robot LEGO no solo puede usarse como una mezcla de gradientes en aplicaciones del mundo real; muestra que muchas otras máquinas de laboratorio costosas podrían fabricarse utilizando un enfoque similar.

Más información: Jason Sentosa et al, Robots LEGO de mezcla de gradientes para purificar nanoestructuras de origami de ADN de múltiples componentes mediante centrifugación zonal, PLOS ONE (2023). DOI:10.1371/journal.pone.0283134

Información de la revista: MÁS UNO