La stampa 3D ha guadagnato popolarità negli ultimi anni come mezzo per creare una varietà di prodotti funzionali, dagli strumenti all'abbigliamento e ai dispositivi medici. Ora, il concetto di stampa multidimensionale ha aiutato un team di ricercatori dell'Advanced Science Research Center (ASRC) del Graduate Center della City University di New York a sviluppare un nuovo, metodo potenzialmente più efficiente ed economico per la preparazione di biochip (noti anche come microarray), che vengono utilizzati per lo screening e l'analisi dei cambiamenti biologici associati allo sviluppo della malattia, agenti di bioterrorismo, e altre aree di ricerca che coinvolgono componenti biologici.

In un articolo pubblicato oggi sulla rivista chimica , i ricercatori della Nanoscience Initiative dell'ASRC descrivono in dettaglio come hanno combinato le tecniche microfluidica con la litografia a penna a fascio e le reazioni fotochimiche di superficie per ideare una nuova tecnica di stampa di biochip. Il metodo prevede l'esposizione della superficie di un biochip a specifici reagenti organici, e quindi utilizzando un raggio di luce strettamente focalizzato per far aderire i reagenti immobilizzati alla superficie del chip. Il processo consente agli scienziati di esporre ripetutamente un singolo chip a fattori uguali o diversi e di imprimere le reazioni su diverse sezioni del biochip. Il risultato è un biochip in grado di ospitare più sonde di quelle ottenibili con le attuali piattaforme commerciali.

"Si tratta essenzialmente di una nuova stampante su scala nanometrica che ci consente di imprimere sulla superficie del biochip una complessità maggiore rispetto a qualsiasi delle tecnologie commerciali attualmente disponibili, " ha detto Adam Braunschweig, capo ricercatore e professore associato con l'iniziativa Nanoscience dell'ASRC. "Ci aiuterà a comprendere molto meglio come funzionano le cellule e i percorsi biologici".

Un ulteriore vantaggio del nuovo strumento è che consente ai ricercatori di stampare in modo affidabile su una varietà di materiali delicati, inclusi occhiali, metalli, e lipidi, sulla scala delle lunghezze delle interazioni biologiche, e senza l'uso di una camera bianca. Consente inoltre agli scienziati di inserire più sonde reattive su un singolo chip. Questi miglioramenti potrebbero, in teoria, ridurre il costo della ricerca facilitata dai biochip.

Gli scienziati dell'ASRC stanno ora esplorando modi per mettere a punto la loro nuova tecnica per la creazione di questi biochip. "Vogliamo essere in grado di registrare interazioni di superficie ancora più complesse e ridurre la nostra risoluzione fino a una singola molecola, " ha affermato il ricercatore associato ASRC Carlos Carbonell, l'autore principale del documento. "Questa tecnica dà origine a un nuovo metodo di creazione di microarray che dovrebbe essere utile all'intero campo della ricerca biologica 'omica'".

Le sonde biologiche sono modellate in biochip usando penne ottiche nanoscopiche, consentendo ai ricercatori di aumentare il numero di sonde che possono essere immobilizzate in un singolo chip.