Исследователи из США продемонстрировали, что скорость жидкости в бумажном микрокапиллярном устройстве может контролироваться с помощью высохших на бумаге растворов сахара.

Для многих химических испытаний и анализов необходимо проводить стадии промывки и стадии внесения реагентов в строго определенные промежутки времени. Эти операции можно контролировать вручную, однако автоматизация процесса оставляет меньше места для возможности человеческой ошибки.

В последнее время широкое распространение получило применение микрокапилярной техники для миниатюризации систем исследований. Тем не менее, для автоматического последовательного введения в систему реагентов до сих пор не разработан простой метод, который можно было бы применять для бумажных микрокапиллярных устройств. Существующие методы, настроенные на введение реагента с той или иной задержкой, основаны на варьировании геометрических параметров устройств а и длине каналов – и то и другое необходимо настраивать каждый раз для новых типов растворов.

Барри Лютц (Barry Lutz) с коллегами из Университета Вашингтона (Сиэтл) предложили новую идею – замедлять скорость течения жидкости с помощью сахара.

Исследователи создали так называемые сахарные замедлители, готовя растворы сахара различных концентраций и давая им просохнуть на полосках бумаги. Сахарные замедлители позволяют программировать скорость течения жидкостей по капиллярам за счет концентрации сахара, нанесенного на каждый бумажный элемент.

Сахар может замедлить скорость течения жидкости по капиллярам на время от нескольких минут до часа. Реагенты и соли, необходимые для создания буферных растворов, могут быть нанесены на бумагу в сухом виде. На полученные таким образом сухие бумажные микрокапиллярные заготовки можно наносить образцы, не контролируя их количество – сахар будет способствовать тому, что до зоны обнаружения дойдут нужные объемы аналита.

Специалист по микрокапиллярным технологиям, Джордж Уайтсайз (George Whitesides) из Гарварда высоко оценивает элегантную идею, отличающуюся простотой и дешевизной, поскольку для сахарных замедлителей достаточно использовать углеводы, которые уже нашли применение в качестве добавок, применяющихся для стабилизации определенных белков.

Уайтсайз отмечает, что,

как и любая новая технология, новый подход еще требует дальнейшего развития, но в перспективе она сможет сыграть решающую роль в отказе от механических и электрических клапанов и создание автономных микрокапиллярных аналитических систем.

Такая простая автоматизация многостадийных реакций в устройстве на бумажной основе является шагом вперед по направлению к созданию практичных и дешевых систем для иммунохимических анализов, которые можно будет проводить в стационаре или даже на дому, не отправляя образцы в лабораторию.

Исследователи из группы Лютца в настоящее время планируют создание целой системы бумажных микрокапиллярных устройств, которые можно будет применять для диагностики малярии, лихорадки денге и ВИЧ.