Engenharia Química e Biomolecular

Paul Kenis Research

sistemas Microquímicos: Microrreatores, células de Microfuel e Ferramentas Microfluídicas

Kenis Research Group

no grupo de pesquisa Kenis, exploramos a capacidade de controle requintado sobre fenômenos de transporte na microescala para estudar fenômenos fundamentais (incluindo química de proteínas, biologia celular) e desenvolver novas tecnologias para uma variedade de aplicações, incluindo conversão de energia, síntese química e estudos biológicos fundamentais. Para realizar a pesquisa nessas áreas interdisciplinares, desenvolvemos o núcleo de perícia na caracterização de sistemas eletroquímicos, microfabrication, microfluidic tecnologias, bem como de análise e modelagem computacional de fenômenos de transporte, e de análise e técnicas de caracterização de materiais, tais como vários tipos de espectroscopia e microscopia.

atualmente, o grupo desenvolve projetos de pesquisa nas seguintes áreas:

1. Sistemas eletroquímicos para conversão de dióxido de carbono e células de combustível
2. Plataformas microfluídicas para cristalização de proteínas e fármacos
3. Plataformas microfluídicas para o estudo de processos inter e intra-celulares
4. Microrreatores para síntese química
5. Tecnologias de fabricação para microfluídicos
6. Projetos microfluídicos emergentes ” bio ”

1. Sistemas eletroquímicos para conversão de dióxido de carbono e células de combustível

1A. redução eletroquímica de CO2:

os níveis de CO2 na atmosfera têm aumentado constantemente, o que levou a um impacto negativo no clima global. Múltiplas estratégias, como captura e sequestro de carbono, mudança para combustíveis mais limpos, expansão da utilização de fontes de energia renováveis e aumento da eficiência energética dos edifícios, precisam ser empregadas simultaneamente para conter esse aumento. A redução eletroquímica de CO2 em produtos químicos de Valor Agregado ou seus intermediários é outra abordagem para enfrentar esse Desafio. Esse processo pode ser impulsionado pelo excesso de energia de fontes renováveis intermitentes, fornecendo assim um meio de armazenar o excesso de energia renovável intermitente e, ao mesmo tempo, reciclar CO2 como transportador de energia. Além disso, ao utilizar o CO2 como material de partida para a produção química, a dependência da sociedade em relação aos combustíveis fósseis é reduzida.

para a redução eletroquímica do CO2, nosso grupo visa melhorar a seletividade do produto, eficiência energética e taxa de conversão através do desenvolvimento de novos catalisadores, aplicação de eletrólitos adequados e otimização da estrutura do eletrodo e do projeto do reator. Por exemplo, diminuímos o overpotencial da célula para menos de 0.2 V usando uma solução aquosa contendo tetrafluoroborato de 1-etil-3-metilimidazólio( EMIM BF4), que presumivelmente estabiliza um intermediário de reação (Rosen et al. Ciência, 2011). Também desenvolvemos catalisadores organometálicos à base de prata que exibem alta atividade catalítica com baixa carga Ag (Thorson et al., J. Am. Chem. Soc., 2012). Como material de suporte, TiO2 é usado para minimizar o tamanho de partícula Ag e aumentar a atividade do catalisador, resultando em uma carga AG drasticamente menor sem sacrificar o desempenho para reduzir CO2 para CO (Ma et al., ChemSusChem, 2014). Além disso, a engenharia da estrutura da camada de catalisador fornece uma abordagem para maximizar a utilização do catalisador e o desempenho geral. Um método automatizado de deposição de catalisador aerografado levou a um alto desempenho na redução de CO2 com carregamento reduzido de catalisador, enquanto a evolução indesejada de H2 foi suprimida (Jhong et al., Adv. Energia Mater., 2013).

atualmente, continuamos a buscar pesquisas para melhores catalisadores, eletrodos e condições de operação para a conversão eletroquímica de CO2 em produtos químicos de interesse. Parte deste trabalho é em colaboração com outros: Nakashima, Lyth em Kyushu, Japão; e Masel rico em materiais de dióxido.

1B. células de combustível:

(2) plataformas Microfluídicas para cristalização de proteínas ou produtos farmacêuticos

A cristalização de proteínas e produtos farmacêuticos pode rapidamente se tornar muito cara devido às grandes quantidades de material necessárias para a triagem para condições ideais de cristalização. Apesar da disponibilidade de instrumentos robóticos automatizados da seleção da cristalização que podem utilizar gotas nanoliter-feitas sob medida, o grande investimento no capital exigido faz tais instrumentos práticos somente a alguns laboratórios bem-financiados ou centros da cristalização. Nossas plataformas microfluidic para a proteína e a cristalização farmacêutica (i) permitem a seleção da Alto-produção e a otimização de condições da cristalização ao usar alguns nanoliters pelo teste; (ii) são alternativa simples de usar, eficaz na redução de custos aos robôs da cristalização para o laboratório médio; e (iii) são compatíveis com técnicas analíticas por seleção adequada de materiais (por exemplo, alta transmissão de raios-x, UV e IR). Sendo raios-X transparentes, nossos chips podem ser montados diretamente em um feixe de raios-X para coleta de dados, ignorando a etapa de colheita manual dos cristais. Nossas plataformas microfluídicas permitem estudos da ciência fundamental da cristalização (semeadura de cristal, nucleação e taxas de crescimento), bem como ciência aplicada (análise estrutural, triagem de forma sólida) para cristalização de proteínas e farmacêuticas.

2A. cristalização da proteína da membrana:

as proteínas de membrana (MPs) residem dentro da membrana celular e atuam como mediadores para transdução de sinal, energia e material para dentro e para fora da célula. Não surpreendentemente, o mau funcionamento das proteínas da membrana tem sido associado a inúmeras doenças (Quick e Javitch, PNAS, 2007). Os MPs são, portanto, alvos comuns de drogas. Várias análises indicaram que os MPs constituem quase 30% das proteínas codificadas nos genomas de Escherichia coli, Saccharomyces cerevisae e Homo sapiens (Seddon et al., BBA-Biomembranas, 2004). Apesar de sua preponderância esmagadora na célula, os MPs representam menos de 1% das estruturas proteicas depositadas no banco de dados de proteínas. A determinação da estrutura das proteínas de membrana tem sido dificultada por dificuldades na obtenção de quantidades suficientes das proteínas devido à baixa abundância e sua anfifilicidade inerente, e subsequentes dificuldades na cristalização. Em nosso grupo, desenvolvemos plataformas microfluídicas transparentes de raios-X para cristalização in surfo e in meso MP. Além disso, nossa pesquisa inclui plataformas transparentes de raios-X que permitem o estudo de diagramas de fase cúbica lipídica e triagem de matriz de microsseed, duas técnicas de cristalização poderosas, mas tipicamente inacessíveis, para proteínas de membrana. O objetivo geral de nossa pesquisa é cristalizar cristais grandes e bem ordenados (“qualidade de difração”) para análise de raios-X e elucidação de estrutura. Cristalizamos vários alvos e resolvemos suas estruturas usando dados coletados exclusivamente em Chip os esforços atuais estão focados na cristalização de proteínas da membrana respiratória em colaboração com o Prof. Robert Gennis, Departamento de Bioquímica.

2b. A forma sólida de triagem de candidatos a fármacos:

Durante os estágios iniciais da droga farmacêutica descoberta, os cientistas busca por formas sólidas de ingredientes farmacêuticos ativos (APIs) que possuam propriedades físicas e químicas (por exemplo, solubilidade, biodisponibilidade, estabilidade) que mais tarde pode se mover através do desenvolvimento de drogas pipeline. Infelizmente, o sucesso em encontrar uma forma sólida cristalina de uma API com propriedades otimizadas usando procedimentos de triagem convencionais (placas de poço) é limitado pela pequena quantidade de API disponível durante os estágios iniciais da descoberta de medicamentos. Para resolver este problema, temos desenvolvido microfluidic plataformas de produtos farmacêuticos sólidos formulário de triagem com os objetivos de (i) reduzir a quantidade de ingredientes farmacêuticos ativos (APIs) necessárias para a forma sólida de triagem, (ii) aumentar a compatibilidade entre a forma sólida de triagem e plataforma de instrumentos analíticos, e (iii) determinar se um microfluidic abordagem para a forma sólida de triagem permite a elucidação de novas formas sólidas. Validamos plataformas microfluídicas baseadas em difusão de interface livre (Thorson et al., LOC, 2011) e evaporação controlada (Goyal et al., LOC, 2013) que reduzem a quantidade de API necessária por condição de triagem de forma sólida em uma ordem de magnitude (de 5 mg a 5 µg para cada condição), com resultados comparáveis aos experimentos tradicionais de triagem de forma sólida baseados em evaporação. A redução na quantidade da amostra permite que os cientistas executem telas contínuas do formulário mais cedo no processo da descoberta da droga quando quantidades mínimas de API estão disponíveis, e permite uma tela mais extensiva permitindo a descoberta de formulários contínuos novos. Projetamos as plataformas microfluídicas para serem opticamente transparentes, permitindo fácil identificação de sólidos cristalinos e para mostrar sinal mínimo em espectroscopia Raman e difração de raios-X, permitindo a identificação no chip de formas sólidas (Goyal et al., Crys. Crescimento & Des., 2012). Atualmente, estamos buscando pesquisas para resolver estruturas cristalinas de cocristais desconhecidos, utilizando nossa plataforma microfluídica para cultivar cristais de qualidade de difração. Este trabalho é em colaboração com a AbbVie.

(3) plataformas Microfluídicas para estudos celulares

as plataformas Microfluídicas fornecem várias características que facilitam melhor o estudo de processos celulares e inter-celulares em comparação com as técnicas tradicionais de placa de petri ou placa de poço. Exemplos incluem a capacidade de estudar células únicas em ambientes altamente controlados, controle superior sobre o microambiente celular no espaço e no tempo e integração conveniente com diferentes tipos de microscopia. Em nosso grupo, desenvolvemos plataformas microfluídicas para as seguintes aplicações:

3a. Teste de suscetibilidade a antibióticos:

o tratamento eficaz de infecções clínicas depende criticamente da capacidade de rastrear rapidamente amostras de pacientes para identificar a suscetibilidade dos patógenos infectados aos antibióticos. Os métodos existentes para testes de suscetibilidade a antibióticos (AST) sofrem de vários problemas, incluindo longos tempos de resposta (dias), excesso de consumo de amostras e reagentes, baixa sensibilidade de detecção e capacidades combinatórias limitadas. Esses fatores impedem a administração oportuna de antibióticos apropriados, complicando o manejo de infecções e exacerbando o desenvolvimento de Resistência a antibióticos.

Para abordar estas questões, desenvolvemos microfluidic plataformas para AST, que oferece várias vantagens em relação aos métodos convencionais, incluindo maior sensibilidade de detecção, resultados rápidos (<6 horas), redução do consumo de reagentes, e mais resultados quantitativos. Por exemplo, em colaboração com o Prof. Schroeder usamos nossas plataformas microfluídicas para estudar a suscetibilidade de várias bactérias patogênicas, como E. coli, P. aeruginosa e K. pneumoniae, contra diferentes antibióticos (Mohan et al. Biosens. & Bioelect., 2013). Também usamos a plataforma para estudar a interação entre diferentes espécies de bactérias (culturas polimicrobianas) e o efeito dessas interações na suscetibilidade a antibióticos. Atualmente, estamos aplicando a plataforma microfluídica em conjunto com o uso dos dados experimentais resultantes para modelagem farmacocinética-farmacodinâmica (PK/PD) para fornecer melhores informações para a melhor maneira de tratar uma determinada infecção.

3b. estudando células sob condições controladas de oxigênio:

à medida que os tumores crescem para fora da arquitetura vascular local, a formação de regiões hipóxicas variáveis (oxigenação sub-fisiológica do tecido) ocorre em toda a massa sólida. Essas regiões hipóxicas têm sido associadas à resistência terapêutica, reprogramação metabólica e transição epitelial-mesenquimal. Muitas questões permanecem sobre os efeitos da hipóxia nesses resultados, mas apenas alguns métodos permitem o controle preciso da concentração de oxigênio e a imagem em tempo real do comportamento celular. As plataformas microfluídicas são particularmente adequadas para controlar a concentração de oxigênio, permitindo imagens em tempo real devido ao seu controle sobre as condições químicas temporais e espaciais. Além do controle sobre o microambiente local, a escala de comprimento reduzida em plataformas microfluídicas em comparação com os métodos convencionais fornece tempos de equilíbrio mais curtos. Utilizando as vantagens das plataformas microfluídicas, desenvolvemos um dispositivo organizado capaz de controlar a concentração de oxigênio de 0,5% a 21%. Em colaboração com o Professor Rex Gaskins (Departamento de Ciências Animais), utilizamos essas plataformas para estudar mudanças em tempo real do potencial redox organelar em células cancerígenas sob hipóxia.

(4) síntese química em microrreatores

os Microrreatores oferecem várias vantagens para o estudo e a execução real da síntese química em comparação com as abordagens tradicionais de ‘laboratório úmido’. Por exemplo, as plataformas menores, precisamente projetadas fornecem transferência aumentada do calor e de massa, consumo reduzido de reagentes, e são mais passíveis para a automatização. Em nosso grupo, desenvolvemos microrreatores para as seguintes aplicações:

4a. síntese de radiofármacos:

os radiofármacos são uma classe de medicamentos utilizados no diagnóstico e tratamento de várias doenças e distúrbios, incluindo certos tipos de câncer e doenças cardíacas. As quantidades dos precursores para a síntese desses medicamentos são tipicamente pequenas (alguns microlitros) devido à disponibilidade limitada, altos custos e limites superiores na quantidade de radioatividade que pode ser tratada com segurança. A incapacidade dos métodos convencionais de “laboratório úmido” de manipular eficientemente baixos volumes de reagentes não só leva à síntese de medicamentos de baixa qualidade para aplicações clínicas, mas também dificulta o desenvolvimento de novos medicamentos. Tentamos abordar essas questões desenvolvendo tecnologias microfluídicas, ou melhores microrreatores, para a síntese desses radiofármacos. Ao integrar diferentes módulos microfluídicos, imaginamos que esses compostos podem ser feitos de forma muito mais confiável e com maior rendimento.

mostramos que as tecnologias microfluídicas oferecem várias vantagens para cada etapa em comparação com os métodos convencionais, incluindo melhor rendimento de reação, consumo reduzido de reagentes e amenabilidade para automação (Goyal et al., Sens. & Act. B, 2014; Hairong et al., LOC, 2014; Hairong et al., Bioconj. Chem., 2014; Zeng et al., Nuc. Med. & Bio., 2013; Wheeler et al., LOC, 2010). Atualmente, estamos otimizando ainda mais os microrreatores e desenvolvendo um sistema integrado para uso clínico e de pesquisa. Este projeto está em colaboração com o Prof. Grupo de pesquisa de David Reichert no departamento de Química Radiológica da Universidade de Washington, St.Louis.

4b. Micro-reatores para quantum dot síntese:

Fluorescente nanopartículas de semicondutores exibem a promessa de iluminação de estado sólido e tecnologia de ecrã devido significativamente maior photoluminescence e melhor comportamento espectral do que o convencional, a tecnologia de fósforo. Essas nanopartículas também têm usos potenciais em imagens médicas e computação quântica. Altos custos de produção devido em parte à falta de métodos confiáveis para a produção de nanopartículas monodispersas de alta qualidade atualmente inibem muito seu uso generalizado. Os métodos convencionais da síntese do grupo sofrem especialmente da variação do grupo-à-Grupo da qualidade do nanomaterial. As sínteses de lote, devido ao calor lento e à transferência de massa, não têm a capacidade de controlar com precisão o tamanho, a morfologia e a composição das nanopartículas. Reatores de fluxo contínuo fornecem solução potencial para esses problemas. Os esforços no grupo Kenis estão focados no desenvolvimento de reatores contínuos de alto rendimento, proporcionando tempos rápidos de mistura e aquecimento a altas temperaturas para sintetizar nanopartículas semicondutoras de alta qualidade de composição e morfologia variadas. Por exemplo, sintetizamos com sucesso nanorods usando um de nossos reatores de fluxo contínuo (veja a figura). Estamos estudando sistemas contendo Cd e sem Cd, atingindo rendimentos quânticos de até 60%, o que é comparável aos produtos comerciais.

(5) Tecnologias de fabricação para microfluídicos

em nosso grupo de pesquisa, exploramos várias tecnologias de fabricação para promover o desenvolvimento de dispositivos microfluídicos. O foco nesta área é facilitar a integração de microfluídicos com aplicações finais. Atualmente, estamos buscando pesquisas em duas direções:

5A. componentes microfluídicos para melhorar a portabilidade e a escala dos dispositivos:

o advento da microfluídica very large scale integration (VLSI) permitiu que aplicações multi-step e high-throughput com operações massivamente paralelas fossem executadas em um único chip. A chave para esses avanços foi o desenvolvimento de microvalves pneumáticos, que são fabricados com técnicas de litografia suave. Apesar da integração bem sucedida de tais microvalves pneumáticos em microplaquetas microfluidic para aplicações diversas, estes microvalves exigem auxiliares volumosos, que limitam a escalabilidade e a mobilidade destas microplaquetas microfluidic. Abordamos essas questões de duas maneiras:

uso de uma arquitetura de válvula normalmente próxima (NC) arquitetura de válvula: dispositivos que empregam válvulas convencionais normalmente abertas (NO) têm portabilidade limitada em aplicações que requerem estado fechado contínuo para operação, pois essas válvulas precisam de acessórios volumosos (bombas, cilindros de gás nitrogênio, periféricos pneumáticos) para atuação. As válvulas NC não apenas abordam a limitação acima da portabilidade restrita, mas também mantêm a facilidade de fabricação e integração em dispositivos microfluídicos. Para permitir a integração de válvulas NC, foi utilizada uma combinação de modelagem analítica e Computacional e experimentos sistemáticos para formular regras de projeto para o desenvolvimento de válvulas NC ideais com o objetivo de minimizar as pressões de atuação e facilitar a fabricação dessas válvulas (Mohan et al., Sens. & Act. B, 2011). A figura mostra a pressão de atuação necessária em função da largura do canal de fluido para diferentes formas microvalvas (retas, em forma de v e diagonais). Usamos essas válvulas para uma variedade de aplicações, como detecção de vírus de interações proteína–anticorpo, cristalização de proteínas, triagem de forma sólida e exploração de outras aplicações (Schudel et al., LOC, 2011; Thorson et al., CrystEngComm, 2012; Guha et al., Sens, & Act. B, 2012; Mohan et al., Biosens. & Bioelect., 2013; Tice et al., JMEMS, 2013).

uso de microvalves eletrostáticos para substituir ou complementar microvalves pneumáticos: Nossos microvalves baseados na atuação eletrostática retêm a pegada pequena (1), para espessuras da membrana ™ do µm 5. O espaço do parâmetro de projeto é estimado para a presença de ar (mais escuro), óleo (chocado) ou água (mais claro) no canal fluídico. Outra aplicação interessante que estamos explorando é o uso de microvalves eletrostáticos para controlar microvalves pneumáticos. Essa combinação de microvalves pneumáticos e eletrostáticos simplificará muito os auxiliares e ajudará a realizar o objetivo de ‘lab-in-a-chip’ em vez do ‘chip-in-a-lab’.

5b. Novos materiais e processos de fabricação:

Poli(dimethylsiloxane) ou PDMS tem sido o material preferido para a fabricação de os microfluidos dispositivos, principalmente porque o uso de PDMS permite simples, rápida e de baixo custo de fabricação de dispositivos com diferentes graus de complexidade. No entanto, o PDMS sofre de várias limitações, sendo a chave a incompatibilidade com uma ampla gama de solventes orgânicos e técnicas analíticas. Em nosso grupo de pesquisa, estamos explorando uma variedade de materiais poliméricos como uma alternativa aos PDMS para fabricar dispositivos microfluídicos; alguns desses materiais são tioleno, copolímero de olefina cíclica e Teflon. Usamos esses materiais para desenvolver dispositivos microfluídicos compatíveis com uma variedade de solventes orgânicos e técnicas analíticas, como raio-X e Raman. Também mostramos que os dispositivos híbridos, que combinam as vantagens de diferentes materiais, são alternativas superiores aos dispositivos que compreendem um ou dois materiais.

(6) projetos ‘bio’ microfluídicos emergentes

6A. plataformas Microfluídicas para espectroscopia FTIR resolvida no tempo:

nosso objetivo geral é desenvolver uma tecnologia microfluídica inovadora para espectroscopia infravermelha de transformada de Fourier resolvida no tempo (FT-IR) de reações ou interações Biomoleculares. O dobramento de proteínas, a catálise enzimática e as interações proteína-ligante são essenciais para manter células e tecidos saudáveis. A raiz de muitas doenças crônicas ou genéticas pode ser rastreada até o mau funcionamento de tais reações em proteínas – por exemplo, formação de placa por peptídeo beta-amilóide mal dobrado na doença de Alzheimer.

Investigações para revelar a reação de mecanismos moleculares e intermoleculares nível são essenciais para o desenvolvimento de novas terapêuticas de drogas racional de design, bem como para os seus testes – por exemplo, beta-amilóide dobrar os caminhos podem revelar destinos em que o candidato drogas contra a formação de placas podem ser testados e otimizados. A espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) oferece várias vantagens em comparação com outras técnicas de espectroscopia, incluindo a não exigência de rotulagem extrínseca, preparação simples de amostras e fácil aquisição de uma gama de informações (detalhes moleculares de alta resolução para interações proteína-proteína de baixa resolução).

no entanto, várias limitações com as células de fluxo FTIR atuais, incluindo baixa resolução de tempo, custo e exigência de grandes volumes de amostra, impediram o uso generalizado de FTIR. Nós endereçamos estas edições desenvolvendo pilhas de fluxo microfluidic do FITR fora dos materiais baratos, IR-transparentes. Resultados preliminares com ubiquitina validaram nossa abordagem e estamos otimizando a célula de fluxo para a realização de experimentos com proteínas clinicamente relevantes. Este projeto está em colaboração com o Prof. Rohit Bhargava no departamento de Bioengenharia.

6B. tecnologias Microfluídicas para melhorar o processo de transplante de ilhotas:

o Diabetes é uma doença devastadora que afeta 25,8 milhões de americanos (8% da população). O transplante de ilhotas humanas é uma terapia promissora para diabetes mellitus tipo I (TIDM). Este procedimento, no entanto, não é muito reproduzível e consistente. Para melhorar os resultados do transplante de ilhotas, várias questões clínicas, biológicas e de engenharia precisam ser abordadas. Em nosso grupo de pesquisa, estamos desenvolvendo tecnologias microfluídicas para abordar algumas dessas questões, incluindo a manutenção de condições ideais durante o isolamento de ilhotas do pâncreas doador, automação do processo de isolamento e separação das ilhotas e preservação da viabilidade e funcionalidade das ilhotas durante o processo de transplante. Este projeto está em colaboração com o grupo de pesquisa do Prof. Jose Oberholzer na Divisão de Cirurgia de transplante da Universidade de Illinois em Chicago.

6C. plataforma microfluídica para estudos EPR de congelação:

a maioria dos fenômenos interessantes em muitas reações bioquímicas ocorre durante os primeiros milissegundos das reações, por exemplo, síntese de ATP mediada pelo Complexo do citocromo bc1. Estudos estruturais e funcionais desses produtos intermediários em estágio inicial não apenas elucidarão o mecanismo dessas reações, mas também permitirão o design racional de medicamentos para tratar doenças e distúrbios associados ao mau funcionamento dessas reações. Freeze-quench Electron paramagnetic resonance (EPR) é uma técnica poderosa para estudar essas reações, onde os produtos intermediários dessas reações são rapidamente congelados para evitar novas reações e posteriormente analisados usando EPR. No entanto, as limitações do aparelho atual para freeze-quench EPR, principalmente a mistura lenta de reagentes, impediram a aplicação desta técnica para estudar reações bioquímicas ultrarrápidas. Em nosso grupo de pesquisa, estamos desenvolvendo um dispositivo microfluídico para mistura rápida de reagentes (~20 µs) e subsequente ejeção dos reagentes mistos na forma de um jato ultrafino em uma configuração de roda de cobre congelada. Validamos essa abordagem com um modelo de reação bioquímica e estamos explorando a aplicação de reações bioquímicas clinicamente relevantes. Este projeto está em colaboração com o Prof. Tony Crofts do Departamento de Bioquímica.

6D. determinando interações farmacêutico-alvo:

toda a biologia, e por extensão toda a farmacologia, depende da interação das proteínas com outras moléculas. Elétron Paramagnético de Ressonância (EPR), combinada com Rotação de Rotulagem (SLEPR) pode ser usado para detectar tais interações em tempo real, in vitro ou in vivo, e acompanhar a relação de dependente independente de proteínas, com o mínimo de perturbação da biologia. Isso o torna uma ferramenta ideal para estudar diretamente os efeitos dos agentes farmacêuticos em seu alvo biológico e em sistemas bioquímicos relacionados, melhorando a precisão das previsões de desenvolvimento em estágio inicial de eficácia e toxicidade dos candidatos a medicamentos. No entanto, os métodos atuais de laboratório úmido para a preparação das pequenas amostras exigidas pelos espectrômetros EPR tendem a ser desperdiçadores, imprecisos e lentos (levando 24 horas ou mais). Em nosso grupo, estamos desenvolvendo dispositivos para rotulagem rápida e precisa de proteínas, aproveitando ao máximo a natureza combinatória dos chips microfluídicos para criar uma série de amostras em múltiplas concentrações ou com uma variedade de parceiros e incorporando cultura de células on-chip quando necessário. Este projeto está em colaboração com A New Liberty Proteomics.