Des chercheurs de l'Université de Kanazawa rapportent dans Chimie analytique une méthode efficace pour remplir un lot de nanopipettes avec une ouverture de pores inférieure à 10 nanomètres. La méthode est basée sur l'application d'un gradient de température aux pointes des nanopipettes afin que les bulles d'air résiduelles soient chassées.

Nanopipettes, dans lequel un canal nanométrique est rempli d'une solution, sont utilisés dans toutes sortes d'applications nanotechnologiques, y compris la microscopie à sonde à balayage. Apporter une solution dans une nanopipette avec un diamètre de pores inférieur à 10 nanomètres est un défi, cependant, car les forces capillaires empêchent le remplissage complet d'un pore de nanopipette inférieur à 10 nm avec un liquide. Maintenant, Shinji Watanabe et ses collègues de l'Université de Kanazawa ont trouvé un moyen simple mais efficace de remplir des nanopipettes. Les chercheurs montrent que la « bulle d'air » qui reste généralement près de l'extrémité des pores de la pipette peut être éliminée en appliquant un gradient de température le long de la pipette.

Les scientifiques ont étudié leur "méthode thermique" sur un lot de 94 pipettes, alignés dans le sens de la longueur les uns à côté des autres, le tout avec un diamètre de pores d'environ 10 nm. Les pipettes ont été posées sur une plaque métallique maintenue à une température de 80°C, avec leurs pointes dépassant de la plaque, résultant en un gradient de température.

Des images de microscopie optique en accéléré du processus de remplissage des nanopipettes ont montré qu'après 1200 secondes, les pointes sont complètement remplies de solution, et que les bulles d'air sont chassées des pipettes.

Afin de vérifier que les pipettes étaient bien sans bulles, Watanabe et ses collègues ont effectué des mesures dites I-V. Chaque pipette était remplie d'une solution de chlorure de potassium (KCl), qui conduit. Les deux extrémités de la pipette ont ensuite été mises en contact avec des électrodes. Si un courant électrique passe entre les extrémités, en particulier, si la pipette a une conductivité électrique inférieure à quelques GΩ— alors le remplissage avec la solution est terminé. Les chercheurs ont observé des courants électriques et donc des remplissages pour l'ensemble du lot de pipettes.

Les scientifiques ont également effectué des mesures par microscopie électronique à transmission (MET) sur des pipettes dont le diamètre des pores est inférieur à 10 nm. Bien que la méthode thermique conduise à de bons contacts électriques, des structures semblables à des particules ont été observées à l'intérieur des pointes des nanopipettes, démontrant que (citant les chercheurs) "l'observation MET sans induire de déformation de la pipette est importante pour déterminer avec précision les caractéristiques des nanopipettes inférieures à 10 nm."

Watanabe et ses collègues ont conclu que leur méthode « est très pratique et facile à introduire dans la fabrication de nanopipettes » et que leur étude « apportera une contribution significative à divers domaines de la nanoscience utilisant des nanopipettes ».

Nanopipettes

Les nanopipettes sont généralement en quartz ou en verre, et ont une ouverture de pore dans la gamme nanométrique. Aujourd'hui, les nanopipettes sont utilisées pour la détection moléculaire, livraison de produits chimiques et microscopie à sonde à balayage. Ce dernier est une technique pour imager la surface d'un matériau en balayant une sonde dessus; pour la sonde, une nanopipette remplie de solution peut être utilisée.

La fonction d'une nanopipette est généralement de permettre le transport, et leur détection, d'objets de taille nanométrique (en solution) à travers le pore de la pipette.

Remplir complètement une nanopipette avec une solution a été difficile :à cause de la force capillaire, une « bulle d'air » est presque toujours présente dans la pointe de la pipette. L'élimination de la bulle d'air s'est avérée problématique pour les nanopipettes avec une ouverture des pores de 10 nanomètres ou moins.

Maintenant, Shinji Watanabe et ses collègues de l'Université de Kanazawa ont trouvé un moyen d'obtenir un remplissage complet d'un lot de nombreuses nanopipettes avec une ouverture des pores d'environ 10 nm. La méthode, basé sur l'application d'un gradient de température aux nanopipettes, est simple et efficace.