امواج صوتی راز قطره های گرد نانوذرات
دیجیزا/ محققان مکانیک دانشگاه دوک، روشی را برای سانتریفیوژ قطرات مایع ابداع کرده اند تا از این طریق نانوذرات را برای اهداف زیست پزشکی متمرکز و جدا کنند.
این فناوری در مقایسه با روش های سانتریفیوژ سنتی که ساعت ها یا روزها به طول می انجامید، بسیار کارآمدتر عمل می کند و در کم تر از یک دقیقه کار سانتریفیوژ را انجام می دهد و برای کار تنها به کاهش اندازه نمونه نیاز دارد.
به گزارش دیجیزا به نقل از phys، این ابداع می تواند رویکردهای جدیدی را برای طرح های مختلف از سنجش دقیق زیستی گرفته تا تشخیص سرطان پوشش دهد. ایده ابداع این فناوری از یافته های اخیر نشأت گرفت که طی آن می توانید از امواج صوتی سطحی برای سانتریفیوژ یک قطره مایع استفاده کنید.
آنها تصمیم به بررسی این موضوع گرفتند که آیا می توان این روش را برای خلق سیستمی استفاده کرد که قادر به جداسازی و غنی سازی نانوذرات با سرعت و کارآمدی بالا باشد. پژوهشگران مطالعات خود را با ساخت دستگاهی آغاز کردند که قادر به سانتریفیوژ ذرات خاصی از مایع باشد. در مرکز سطح پیزوالکتریک، حلقه ای از «پلی دی متیل سیلوکسان» قرار گرفته که نوعی سیلیکون است که در فناوری های میکروفلوئیدی به کار می رود و محدوده قطرات را تعریف می کند و آنها را در جای خود نگه می دارند.
محققان سپس ژنراتور موج صوتی موسوم به «مبدل تک جهتی» IDT را در هر طرف گذاشته و آنها را به گونه ای به صورت مورب قرار دادند که امواج صوتی با فرکانس های متفاوت از سطح پیزوالکتریک به قطره مایع وارد شوند.
این مبدل ها هنگام روشن شدن، امواج صوتی سطحی ایجاد می کنند که طرفین قطرات مایع فشار وارد می کنند. در تنظیمات قدرت پایین تر، قسمت بالای قطره مانند بالای کیک مافین گرد شده و به شروع به چرخیدن در اطراف حلقه می کند. اما زمانی که این قدرت تا ۱۱ می رسد، تعادل میان فشار سطحی قطره و نیروی سانتریفیوژ باعث می شود که شکل قطره مانند قرص شده و سانتریفیوژ در همان جا آغاز می شود.
محققان سپس به بررسی نوع رفتار اندازه های مختلف نانوذرات فلورسانت در سانتریفیوژ قطرات پرداختند.
از آنجایی که قطره سانتریفیوژ می شود، نانوذرات به خودی خود به داخل الگویی مارپیچی کشیده می شوند. بسته به اندازه و فرکانس صدا، این نانوذرات به دلیل نیروی وارده از سوی امواج صوتی و هیدرودینامیک، به سمت مرکز قطره فشار می آورند.
به گزارش دیجیزا، محققان دریافتند که با استفاده از فرکانس های مختلف، می توانند ذراتی به کوچکی ده ها نانومتر را به طور خاص متمرکز کنند. در این اندازه ها می توان به مولکول های مهم بیولوژیکی مانند DNA و اگزوزوم ها اشاره کرد.