kemisk och biomolekylär teknik

Paul Kenis Research

mikrokemiska system: Mikroreaktorer, Mikrobränsleceller och mikrofluidiska verktyg

Kenis Research Group

i Kenis forskargrupp utnyttjar vi förmågan att utsökt kontroll över transportfenomen vid mikroskalan för att studera grundläggande fenomen (inklusive proteinkemi, cellbiologi) och att utveckla ny teknik för en rad applikationer, inklusive energiomvandling, kemisk syntes och grundläggande biologiska studier. För att bedriva forskning inom dessa tvärvetenskapliga områden har vi utvecklat kärnkompetens inom karakterisering av elektrokemiska system, mikrofabrikation, mikrofluidisk teknik samt analytisk och beräkningsmodellering av transportfenomen samt analytiska och materialkarakteriseringstekniker som olika typer av spektroskopi och mikroskopi.

för närvarande bedriver gruppen forskningsprojekt inom följande områden:

1. Elektrokemiska system för koldioxidomvandling och bränsleceller
2. Mikrofluidiska plattformar för kristallisering av proteiner och läkemedel
3. Mikrofluidiska plattformar för att studera inter – och intracellulära processer
4. Mikroreaktorer för kemisk syntes
5. Tillverkningsteknik för mikrofluidik
6. Emerging microfluidic ’ bio ’ projekt

1. Elektrokemiska system för koldioxidomvandling och bränsleceller

1a. elektrokemisk reduktion av CO2:

CO2-nivåerna i atmosfären har stigit stadigt, vilket har lett till en negativ inverkan på det globala klimatet. Flera strategier, såsom kolavskiljning och sekvestrering, övergång till renare bränslen, utökat utnyttjande av förnybara energikällor och ökad energieffektivitet i byggnader, måste användas samtidigt för att begränsa denna ökning. Elektrokemisk reduktion av CO2 till mervärdeskemikalier eller deras intermediärer är ett annat sätt att ta itu med denna utmaning. Denna process kan drivas av överskottsenergi från intermittenta förnybara källor, vilket ger ett sätt att lagra överskott av intermittent förnybar energi samtidigt som CO2 återvinns som energibärare. Genom att använda CO2 som utgångsmaterial för kemisk produktion minskar samhällets beroende av fossila bränslen.

för elektrokemisk reduktion av CO2 syftar vår grupp till att förbättra produktselektiviteten, energetisk effektivitet och omvandlingsfrekvens genom utveckling av nya katalysatorer, applicering av lämpliga elektrolyter och optimering av elektrodstrukturen och reaktordesignen. Till exempel minskade vi cellen överpotential till mindre än 0.2 V genom att använda en vattenlösning innehållande 1-etyl-3-metylimidazoliumtetrafluoroborat (EMIM BF4), som förmodligen stabiliserar en reaktionsmellanprodukt (Rosen et al. Vetenskap, 2011). Vi utvecklade också silverbaserade organometalliska katalysatorer som uppvisar hög katalytisk aktivitet vid låg Ag-belastning (Thorson et al., J. Am. Chem. Soc., 2012). Som ett stödmaterial används TiO2 för att minimera Ag-partikelstorlek och öka katalysatoraktiviteten, vilket resulterar i en drastiskt lägre Ag-belastning utan att offra prestandan för att minska CO2 till CO (Ma et al., ChemSusChem, 2014). Dessutom ger konstruktion av katalysatorskiktstrukturen ett tillvägagångssätt för att maximera katalysatorutnyttjande och övergripande prestanda. En automatiserad retuscherad katalysatoravsättningsmetod ledde till hög prestanda på CO2-reduktion med reducerad katalysatorbelastning medan oönskad H2-utveckling undertrycktes (Jhong et al., Adv. Energi Mater., 2013).

för närvarande fortsätter vi att bedriva forskning mot bättre katalysatorer, elektroder och driftsförhållanden för elektrokemisk omvandling av CO2 till kemikalier av intresse. En del av detta arbete är i samarbete med andra: Nakashima, Lyth i Kyushu, Japan; och rik Masel på Dioxidmaterial.

1b. bränsleceller:

(2) mikrofluidiska plattformar för kristallisering av proteiner eller läkemedel

kristallisering av proteiner och läkemedel kan snabbt bli mycket dyrt på grund av de stora mängder material som behövs för screening för optimala kristalliseringsbetingelser. Trots tillgängligheten av automatiserade robotkristallisationsscreeninginstrument som kan utnyttja nanoliterstora droppar, gör den stora investeringen i kapital som krävs sådana instrument praktiska endast för några få välfinansierade laboratorier eller kristallisationscentra. Våra mikrofluidiska plattformar för protein och farmaceutisk kristallisering (i) möjliggör screening med hög genomströmning och optimering av kristalliseringsförhållanden medan du använder några nanoliter per försök; (ii) är enkla att använda, kostnadseffektiva alternativ till kristalliseringsrobotar för det genomsnittliga laboratoriet; och (iii) är kompatibla med analytiska tekniker genom lämpligt val av material (t.ex. hög överföring av röntgen, UV och IR). Att vara Röntgentransparent kan våra chips monteras direkt i en röntgenstråle för datainsamling som kringgår steget att manuellt skörda kristallerna. Våra mikrofluidiska plattformar möjliggör studier av grundläggande vetenskap om kristallisering (kristallsådd, kärnbildning och tillväxthastigheter) samt tillämpad vetenskap (strukturell analys, fast form screening) för både protein och farmaceutisk kristallisering.

2A. membranproteinkristallisation:

membranproteiner (mps) finns i cellmembranet och fungerar som mediatorer för signal -, energi-och materialtransduktion in i och ut ur cellen. Inte överraskande har felet i membranproteiner kopplats till många sjukdomar (Quick och Javitch, PNAS, 2007). Parlamentsledamöter är således vanliga läkemedelsmål. Olika analyser har visat att parlamentsledamöter utgör nästan 30% av proteinerna kodade i genomerna av Escherichia coli, Saccharomyces cerevisaeoch Homo sapiens (Seddon et al., Bba-Biomembranes, 2004). trots deras överväldigande övervägande i cellen står MPs för mindre än 1% av proteinstrukturerna som deponeras i Proteindatabanken. Strukturbestämning av membranproteiner har hindrats av svårigheter att erhålla tillräckliga mängder av proteinerna på grund av låg överflöd och deras inneboende amfifilitet och efterföljande svårigheter vid kristallisering. I vår grupp har vi utvecklat Röntgentransparenta mikrofluidiska plattformar för i surfo och i meso MP-kristallisering. Dessutom inkluderar vår forskning röntgentransparenta plattformar som möjliggör studier av lipidiska kubiska fasdiagram och mikroseedmatrisscreening, två kraftfulla men typiskt otillgängliga kristalliseringstekniker för membranproteiner. Det övergripande målet med vår forskning är att kristallisera stora, välordnade (”diffraktionskvalitet”) kristaller för röntgenanalys och strukturförklaring. Vi har kristalliserat flera mål och löst deras strukturer med hjälp av data som samlats in enbart på chip nuvarande ansträngningar är inriktade på kristallisering av respiratoriska membranproteiner i samarbete med Prof. Robert Gennis, Institutionen för biokemi.

2B. screening i fast form av läkemedelskandidat:

under de tidiga stadierna av läkemedelsupptäckt söker forskare efter fasta former av aktiva farmaceutiska ingredienser (API) som har lämpliga fysikaliska och kemiska egenskaper (dvs. löslighet, biotillgänglighet, stabilitet) som senare kan röra sig genom läkemedelsutvecklingsrörledningen. Tyvärr är framgång i att hitta en kristallin fast form av ett API med optimerade egenskaper med konventionella screeningprocedurer (brunnplattor) begränsad av liten mängd API tillgängligt under de tidiga stadierna av läkemedelsupptäckt. För att ta itu med denna fråga har vi utvecklat mikrofluidiska plattformar för farmaceutisk screening av fast form med målen att (I) minska mängden aktiva farmaceutiska ingredienser (API) som behövs för screening av fast form, (ii) öka kompatibiliteten mellan screening av fast formplattform och analytiska instrument och (iii) bestämma om en mikrofluidisk metod för screening av fast form möjliggör belysning av nya fasta former. Vi har validerat mikrofluidiska plattformar baserade på fri gränssnittsdiffusion (Thorson et al., LOC, 2011) och kontrollerad avdunstning (Goyal et al., LOC, 2013) som minskar mängden API som behövs per fast form screeningtillstånd med en storleksordning (från 5 mg till 5 USCG för varje tillstånd), med jämförbara resultat med traditionella avdunstningsbaserade fastformsscreeningsexperiment. Minskning av provmängden gör det möjligt för forskare att utföra fasta formskärmar tidigare i läkemedelsupptäcktsprocessen när minimala mängder API är tillgängliga och möjliggör mer omfattande skärm som möjliggör upptäckten av nya fasta former. Vi designade de mikrofluidiska plattformarna för att vara optiskt transparenta vilket möjliggör enkel identifiering av kristallina fasta ämnen och för att visa minimal signal i Raman-spektroskopi och röntgendiffraktion som möjliggör identifiering av fasta former på chip (Goyal et al. Crys. Tillväxt & Des., 2012). För närvarande bedriver vi forskning för att lösa kristallstrukturer av okända kokristaller genom att använda vår mikrofluidiska plattform för att växa diffraktionskvalitetskristaller. Detta arbete är i samarbete med AbbVie.

(3) mikrofluidiska plattformar för cellstudier

mikrofluidiska plattformar ger flera egenskaper som bättre underlättar studier av cellulära och intercellulära processer jämfört med traditionella petriskål-eller brunnplattbaserade tekniker. Exempel inkluderar kapaciteten att studera singelceller i högt kontrollerade miljöer, överlägsen kontrollerar över den cell-microenvironment i rum och tid, och bekväm integration med olika typer av microscopy. I vår grupp utvecklar vi mikrofluidiska plattformar för följande applikationer:

3a. Antibiotikakänslighetstest:

effektiv behandling av kliniska infektioner är kritiskt beroende av förmågan att snabbt screena patientprover för att identifiera mottagligheten hos de infekterande patogenerna mot antibiotika. Befintliga metoder för antibiotikaresistensprovning (AST) lider av flera problem, inklusive långa vändningstider (dagar), överskott av prov och reagensförbrukning, dålig detekteringskänslighet och begränsad kombinatorisk kapacitet. Dessa faktorer utesluter snabb administrering av lämpliga antibiotika, komplicerar hanteringen av infektioner och förvärrar utvecklingen av antibiotikaresistens.

för att ta itu med dessa problem utvecklar vi mikrofluidiska plattformar för AST som ger flera fördelar jämfört med konventionella metoder, inklusive högre detektionskänslighet, snabba resultat (<6 timmar), minskad konsumtion av reagens och mer kvantitativa resultat. Till exempel i samarbete med Prof. Schroeder vi har använt våra mikrofluidiska plattformar för att studera mottagligheten hos olika patogena bakterier, såsom E. coli, P. aeruginosa och K. pneumoniae, mot olika antibiotika (Mohan et al. Biosens. & Bioelect., 2013). Vi har också använt plattformen för att studera interaktionen mellan olika arter av bakterier (polymikrobiella kulturer) och effekten av dessa interaktioner på antibiotikaresistens. För närvarande tillämpar vi microfluidic – plattformen i samband med användning av de resulterande experimentella data för farmakokinetisk-farmakodynamisk (PK/PD) modellering för att ge bättre information mot det bästa sättet att behandla en given infektion.

3b. studera celler under kontrollerade syreförhållanden:

när tumörer växer utåt från den lokala vaskulära arkitekturen bildas variabla hypoxiska (subfysiologiska vävnadssyresättning) regioner genom hela den fasta massan. Dessa hypoxiska regioner har associerats med terapeutisk resistens, metabolisk omprogrammering och epitel-mesenkymal övergång. Många frågor kvarstår om effekterna av hypoxi på dessa resultat, men endast få metoder möjliggör både exakt kontroll över syrekoncentration och realtidsavbildning av cellbeteende. Mikrofluidiska plattformar är särskilt väl lämpade för att kontrollera syrekoncentrationen samtidigt som de möjliggör realtidsavbildning på grund av deras kontroll över tidsmässiga och rumsliga kemiska förhållanden. Förutom kontroll över den lokala mikromiljön ger den reducerade längdskalan i mikrofluidiska plattformar jämfört med konventionella metoder kortare jämviktstider. Med hjälp av fördelarna med mikrofluidiska plattformar har vi utvecklat en uppbyggd enhet som kan styra syrekoncentrationen från 0.5% till 21%. I samarbete med Professor Rex Gaskins (Institutionen för Djurvetenskap) använder vi dessa plattformar för att studera förändringar i realtid av organellär redoxpotential i cancerceller under hypoxi.

(4) kemisk syntes i mikroreaktorer

Mikroreaktorer ger flera fördelar för studien och det faktiska utförandet av kemisk syntes jämfört med traditionella ’wet-lab’ – metoder. Till exempel ger mindre, exakt konstruerade plattformar förbättrad värme-och massöverföring, minskad förbrukning av reagens och är mer mottagliga för automatisering. I vår grupp utvecklar vi mikroreaktorer för följande applikationer:

4a. syntes av radioaktiva läkemedel:

radioaktiva läkemedel är en klass av läkemedel som används vid diagnos och behandling av flera sjukdomar och störningar, inklusive vissa typer av cancer och hjärtsjukdomar. Mängderna av prekursorerna för syntesen av dessa läkemedel är vanligtvis små (några mikroliter) på grund av begränsad tillgänglighet, höga kostnader och övre gränser för mängden radioaktivitet som kan hanteras säkert. Oförmågan hos de konventionella ’wet-lab’ – metoderna att effektivt manipulera låga reagensvolymer leder inte bara till syntes av lågkvalitativa läkemedel för kliniska tillämpningar, utan hindrar också utvecklingen av nya läkemedel. Vi försöker ta itu med dessa problem genom att utveckla mikrofluidiska tekniker, eller bättre mikroreaktorer, för syntes av dessa radiofarmaka. Genom att integrera olika mikrofluidiska moduler ser vi att dessa föreningar kan göras mycket mer tillförlitligt och vid högre utbyte.

vi har visat att de mikrofluidiska teknikerna ger flera fördelar för varje steg jämfört med konventionella metoder, inklusive förbättrade reaktionsutbyten, minskad konsumtion av reagens och amenability för automatisering (Goyal et al., Sens. & Agera. B, 2014; Hairong et al., Plats, 2014; Hairong et al., Bioconj. Chem., 2014; Zeng et al. Nuc. Med. & Bio., 2013; Wheeler et al., LOC, 2010). För närvarande optimerar vi mikroreaktorerna ytterligare och utvecklar ett integrerat system för klinisk och forskningsanvändning. Detta projekt är i samarbete med Prof. David Reicherts forskargrupp vid Institutionen för radiologisk kemi vid Washington University, St. Louis.

4b. Mikroreaktorer för kvantpunktssyntes:

fluorescerande halvledarnanoparticles visar löfte i halvledar-belysning och displayteknologi tack vare markant högre photoluminescence och bättre spectral uppförande än konventionell phosphor teknologi. Dessa nanopartiklar har också potentiella användningsområden inom medicinsk bildbehandling och kvantberäkning. Höga produktionskostnader beror delvis på brist på tillförlitliga metoder för produktion av hög kvalitet, monodisperse nanopartiklar hämmar för närvarande kraftigt deras utbredda användning. Konventionella satssyntesmetoder lider särskilt från batch-till-batch-variation av nanomaterialkvalitet. Satssynteser, på grund av långsam värme och massöverföring saknar förmågan att exakt kontrollera storlek, morfologi och sammansättning av nanopartiklar. Kontinuerliga flödesreaktorer ger potentiell lösning på dessa problem. Ansträngningarna i Kenis-gruppen är fokuserade på utveckling av kontinuerliga reaktorer med hög genomströmning som ger snabba blandnings-och uppvärmningstider vid höga temperaturer för att syntetisera högkvalitativa halvledarnanopartiklar med varierande sammansättning och morfologi. Till exempel syntetiserade vi framgångsrikt nanorods med hjälp av en av våra kontinuerliga flödesreaktorer (se figur). Vi studerar både Cd-innehållande och Cd-fria system och når kvantutbyten så höga som 60%, vilket är jämförbart med kommersiella produkter.

(5) tillverkningsteknik för mikrofluidik

i vår forskargrupp utforskar vi olika tillverkningstekniker för att främja utvecklingen av mikrofluidiska enheter. Fokus inom detta område är att underlätta integrationen av mikrofluidik med sluttillämpningar. För närvarande bedriver vi forskning i två riktningar:

5a. mikrofluidiska komponenter för att förbättra portabilitet och skala ut enheter:

tillkomsten av mycket storskalig integration (VLSI) mikrofluidik har möjliggjort flera steg och hög genomströmning applikationer med massivt parallella operationer som ska utföras på ett enda chip. Nyckeln till dessa framsteg var utvecklingen av pneumatiska mikroventiler, som tillverkas med mjuka litografiska tekniker. Trots framgångsrik integration av sådana pneumatiska mikroventiler i mikrofluidiska chips för olika applikationer kräver dessa mikroventiler skrymmande tillbehör, vilket begränsar skalbarheten och bärbarheten hos dessa mikrofluidiska chips. Vi behandlar dessa frågor på två sätt:

användning av en normalt nära (NC) ventilarkitektur ventilarkitektur: enheter som använder konventionella normalt öppna (NO) ventiler har begränsad bärbarhet i applikationer som kräver kontinuerligt stängt tillstånd för drift, eftersom dessa ventiler behöver skrymmande tillbehör (pumpar, kvävgasflaskor, pneumatiska kringutrustning) för aktivering. NC-ventiler adresserar inte bara Ovanstående begränsning av begränsad bärbarhet, men behåller också enkel tillverkning och integration i mikrofluidiska enheter. För att möjliggöra integration av NC-ventiler använde vi en kombination av analytisk och beräkningsmodellering och systematiska experiment för att formulera designregler för att utveckla optimala NC-ventiler med målet att minimera manövertryck och underlätta tillverkning av dessa ventiler (Mohan et al., Sens. & Agera. B, 2011). Figuren visar aktiveringstrycket som behövs som en funktion av vätskekanalens bredd för olika mikroventilformer (rak, v-formad ochdiagonal). Vi har använt dessa ventiler för en mängd olika applikationer, såsom protein–antikroppsinteraktioner virusdetektering, proteinkristallisering, fast form screening och utforska andra applikationer (Schudel et al., LOC, 2011; Thorson et al., CrystEngComm, 2012; Guha et al., Sens, & Spela Teater. B, 2012; Mohan et al., Biosens. & Bioelect., 2013; Tice et al., JMEMS, 2013).

användning av elektrostatiska mikroventiler för att ersätta eller komplettera pneumatiska mikroventiler: Våra mikroventiler baserade på elektrostatisk manövrering behåller det lilla fotavtrycket (1), för membrantjocklekar av 5. Designparameterutrymmet beräknas för närvaro av luft (mörkare), olja (kläckt) eller vatten (lättare) i fluidkanalen. En annan intressant applikation som vi utforskar är användningen av elektrostatiska mikroventiler för att styra pneumatiska mikroventiler. Denna kombination av pneumatiska och elektrostatiska mikroventiler kommer att förenkla ancillaries, och stöd i att förverkliga målet om ’lab-in-a-chip’ snarare än ’chip-in-a-lab’.

5b. Nya material och tillverkningsprocesser:

Poly (dimetylsiloxan) eller PDMS har varit det föredragna materialet för tillverkning av mikrofluidikanordningar, främst för att användningen av PDMS möjliggör enkel, snabb och billig tillverkning av enheter med varierande grad av komplexitet. PDMS lider emellertid av flera begränsningar, en viktig är inkompatibilitet med ett brett spektrum av organiska lösningsmedel och analytiska tekniker. I vår forskargrupp utforskar vi en mängd olika polymera material som ett alternativ till PDMS för att tillverka mikrofluidikapparater; några av dessa material är tiolen, cyklisk-olefinsampolymer och Teflon. Vi använde dessa material för att utveckla mikrofluidiska enheter som är kompatibla med en rad organiska lösningsmedel och analytiska tekniker, såsom röntgen och Raman. Vi visar också att hybridenheter, som kombinerar fördelarna med olika material, är överlägsna alternativ till enheter som består av ett eller två material.

(6) nya mikrofluidiska ’ bio ’ – projekt

6a. mikrofluidiska plattformar för tidsupplöst FTIR-spektroskopi:

vårt övergripande mål är att utveckla en innovativ mikrofluidisk teknik för tidsupplöst Fourier-transform infraröd (FT-IR) spektroskopi av biomolekylära reaktioner eller interaktioner. Proteinvikning, enzymkatalys och protein-ligand-interaktioner är kritiska för att upprätthålla friska celler och vävnader. Roten till många kroniska eller genetiska sjukdomar kan spåras tillbaka till felfunktionen hos sådana reaktioner i proteiner – t.ex. plackbildning genom felveckad beta-amyloidpeptid vid Alzheimers sjukdom.

undersökningar för att avslöja reaktionsmekanismer på molekylär och intermolekylär nivå är väsentliga för att utveckla nya terapier från rationell läkemedelsdesign såväl som till deras testning – t.ex. kan beta-amyloidveckningsvägar avslöja mål på vilka kandidatläkemedel mot plackbildning kan testas och optimeras. Fourier transform infraröd (FTIR) spektroskopi ger flera fördelar jämfört med andra spektroskopitekniker, inklusive icke-krav på yttre märkning, enkel provberedning och enkelt förvärv av en rad information (högupplösta molekylära detaljer till protein-protein-interaktioner med låg upplösning).

emellertid har flera begränsningar med nuvarande FTIR-flödesceller, inklusive låg tidsupplösning, kostnad och krav på stora provvolymer, förhindrat bred spridning av FTIR. Vi tar itu med dessa problem genom att utveckla mikrofluidiska FITR-flödesceller av billiga, IR-transparenta material. Preliminära resultat med ubiquitin har validerat vårt tillvägagångssätt och vi optimerar flödescellen för att utföra experiment med kliniskt relevanta proteiner. Detta projekt är i samarbete med Prof.Rohit Bhargava vid Institutionen för Bioteknik.

6b. mikrofluidisk teknik för att förbättra ötransplantationsprocessen:

Diabetes är en förödande sjukdom som drabbar 25,8 miljoner amerikaner (8% av befolkningen). Human islet transplantation är en lovande terapi för typ i diabetes mellitus (TIDM). Denna procedur är emellertid inte särskilt reproducerbar och konsekvent. För att förbättra resultaten av ötransplantation måste flera kliniska, biologiska och tekniska problem tas upp. I vår forskargrupp utvecklar vi mikrofluidiska tekniker för att ta itu med några av dessa problem, inklusive underhåll av optimala förhållanden under isolering av holmar från donatorpankreas, automatisering av isolerings-och separationsprocessen och bevarande av Holmens livskraft och funktionalitet under transplantationsprocessen. Detta projekt är i samarbete med Professor Jose Oberholzers forskargrupp vid Avdelningen för transplantationskirurgi vid University of Illinois i Chicago.

6c. Microfluidic plattform för frys-släcka EPR studier:

de flesta av de intressanta fenomenen i många biokemiska reaktioner inträffar under de första millisekunder av reaktionerna, t.ex. ATP-syntes medierad av cytokrom bc1-komplexet. Strukturella och funktionella studier av dessa mellanprodukter i tidigt stadium kommer inte bara att belysa mekanismen för dessa reaktioner, men kommer också att möjliggöra rationell utformning av läkemedel för att behandla sjukdomar och störningar som är förknippade med funktionsfel i dessa reaktioner. Freeze-quench electron paramagnetic resonance (EPR) är en kraftfull teknik för att studera dessa reaktioner, där mellanprodukterna av dessa reaktioner fryses snabbt för att förhindra ytterligare reaktioner och senare analyseras med EPR. Begränsningarna hos den aktuella apparaten för fryssläckning EPR, huvudsakligen den långsamma blandningen av reagens, har emellertid förhindrat tillämpningen av denna teknik för att studera ultrasnabba biokemiska reaktioner. I vår forskargrupp utvecklar vi en mikrofluidanordning för snabb blandning av reagenser (~20 oC) och efterföljande utstötning av de blandade reagenserna i form av en ultratunn stråle på en frusen kopparhjulsuppsättning. Vi har validerat detta tillvägagångssätt med en modell biokemisk reaktion och undersöker tillämpningen av kliniskt relevanta biokemiska reaktioner. Detta projekt är i samarbete med Prof. Tony Crofts från Institutionen för biokemi.

6d. bestämning av interaktioner mellan läkemedel och mål:

all biologi, och i förlängningen all farmakologi, beror på interaktionen mellan proteiner och andra molekyler. Elektronparamagnetisk resonans (EPR) kombinerad med Spinnmärkning (SLEPR) kan användas för att detektera sådana interaktioner i realtid, in vitro eller in vivo, och för att spåra förhållandet bundet till obundna proteiner, med minimal störning av biologin. Detta gör det till ett idealiskt verktyg för att direkt studera effekterna av farmaceutiska medel på deras biologiska mål och på relaterade biokemiska system, vilket förbättrar noggrannheten i tidiga utvecklingsprognoser för effekt och toxicitet hos läkemedelskandidater. Men nuvarande wet-lab-metoder för beredning av de små prover som krävs av EPR-spektrometrar tenderar att vara slösaktiga, oprecisa och långsamma (tar 24 timmar eller mer). I vår grupp utvecklar vi enheter för snabb och exakt märkning av proteiner, som utnyttjar den kombinatoriska naturen hos mikrofluidiska chips för att skapa en serie prover i flera koncentrationer eller med en mängd olika partners och införlivar cellodling på chip när det behövs. Detta projekt är i samarbete med New Liberty Proteomics.