Microdroplet反应堆模仿生命系统

研究所利用microdroplets研究非平衡反应类似于生物体。

“生命系统是通过复杂的化学反应动力学远离平衡状态,如基因表达网络,信号网络,代谢电路和神经网络,”解释Masahiro Takinoue东京理工学院和他的同事们。现在研究人员证明microdroplet系统可以提供所需的控制化学通量保持这种反应远离平衡。

Takinoue和他的同事们使用了一种微流体系统包含的水在油滴电极两侧的化学反应。然后通过火车油包水液滴过去的反应堆滴。因为每个液滴通过反应堆滴,应用一个交流电压时,电极导致融合,使化学交换。滴火车的剪切力引起的裂变,离开反应堆滴独立直到voltage-induced融合与以下滴。

研究小组数学模型如何通过切换交流电压开关可以控制融合/裂变的时机,因此化学通量和反应动力学。作为一个模型系统,然后产生一个microdroplet亚溴酸盐体系(BrO3 -),亚硫酸盐(SO32 -)和亚铁氰化物(Fe (CN) 64 -)。pH值在液滴振荡氢阳离子通过自催化反应生产和消费。使用pH-sensitive荧光分子,研究人员可以监视这些反应动力学和加入反馈。

“复杂微流控组件,如阀门和搅拌机,是不必要的,”研究人员指出,作为交流电压脉冲调制反应堆提供化学通量控制。除了快速融合反应应用电场允许范围的波形滴列车密度的研究,包括正弦、广场和锯齿。因此它可以对合成生物学研究提供一个强大的工具来理解生活,以及仿生自行控制和动态系统。