3D-utskrift har vunnit popularitet de senaste åren som ett sätt att skapa en mängd olika funktionella produkter, från verktyg till kläder och medicintekniska produkter. Nu, konceptet med multidimensionell utskrift har hjälpt ett team av forskare vid Advanced Science Research Center (ASRC) vid Graduate Center vid City University of New York att utveckla en ny, potentiellt mer effektiv och kostnadseffektiv metod för att förbereda biochips (även känd som mikromatriser), som används för att screena för och analysera biologiska förändringar i samband med sjukdomsutveckling, bioterrorismagenter, och andra forskningsområden som involverar biologiska komponenter.

I en tidning som publicerades i dag i tidskriften Chem , forskare med ASRC:s Nanoscience Initiative beskriver hur de har kombinerat mikrofluidisk teknik med beam-pen litografi och fotokemiska ytreaktioner för att utveckla en ny biochip-utskriftsteknik. Metoden går ut på att exponera ett biochips yta för specifika organiska reagenser, och sedan använda en hårt fokuserad ljusstråle för att fästa de immobiliserade reagensen på chipets yta. Processen gör det möjligt för forskare att upprepade gånger exponera ett enda chip för samma eller olika faktorer och trycka in reaktionerna på olika delar av biochipet. Resultatet är ett biochip som kan ta emot fler sonder än vad som är möjligt med nuvarande kommersiella plattformar.

"Detta är i grunden en ny nanoskalaskrivare som gör att vi kan trycka mer komplexitet på ytan av biochip än någon av de för närvarande tillgängliga kommersiella teknologierna, sade Adam Braunschweig, ledande forskare och docent med ASRC:s Nanoscience Initiative. "Det kommer att hjälpa oss att få mycket bättre förståelse för hur celler och biologiska vägar fungerar."

En ytterligare fördel med det nya verktyget är att det gör det möjligt för forskare att tillförlitligt skriva ut på en mängd olika ömtåliga material – inklusive glasögon, metaller, och lipider – på längdskalan av biologiska interaktioner, och utan användning av ett rent rum. Det tillåter också forskare att montera fler reaktiva sonder på ett enda chip. Dessa förbättringar kan i teorin, minska kostnaderna för biochip-understödd forskning.

ASRC-forskare undersöker nu sätt att finjustera sin nya teknik för att skapa dessa biochips. "Vi vill kunna spela in ännu mer komplexa ytinteraktioner och minska vår upplösning ner till en enda molekyl, " sa ASRC Research Associate Carlos Carbonell, tidningens huvudförfattare. "Denna teknik ger upphov till en ny metod för att skapa mikroarrayer som borde vara användbar för hela området för biologisk "omics"-forskning."

Biologiska sonder mönstras till biochips med nanoskopiska ljuspennor, gör det möjligt för forskare att öka antalet sonder som kan immobiliseras i ett enda chip.