Varmebaseret teknik tilbyder en ny måde at måle mikroskopiske partikler på

Forskere har udviklet en ny varmebaseret teknik til at tælle og måle størrelsen af ​​mikroskopiske partikler. Teknikken er billigere end lysbaserede teknikker og kan bruges på en bredere vifte af materialer end el-baserede teknikker. Undersøgelsen blev udført af fakulteter ved North Carolina State University, University of North Carolina ved Chapel Hill og Marquette University.

"Vi lancerede denne undersøgelse udelukkende af nysgerrighed, men det er udviklet til en teknik, der har betydelige fordele i forhold til eksisterende metoder til at tælle og måle størrelsen af ​​mikroskopiske objekter, "siger Dr. Glenn Walker, seniorforfatter til et papir om arbejdet og en lektor i det fælles biomedicinske ingeniørprogram ved NC State og UNC-Chapel Hill.

Partikeltællere bruges i en lang række industrier. For eksempel, læger bruger dem til at tælle og identificere blod- og kræftceller, mens blækproducenter bruger dem til at sikre ensartet tonerkvalitet. Den nye termiske teknik kan også føre til nye anvendelser.

Forskerne byggede en enhed, hvor et ekstremt smalt plastikrør hviler på et siliciumsubstrat. En ledning er forbundet til et enkelt punkt under røret. En ekstremt lille strøm løber gennem ledningen, både at generere varme, der stråler ind i røret og måle temperaturen på røret og dets indhold.

Når en opløsning indeholdende mikroskopiske partikler injiceres i røret, strømmer den forbi tråden og det opvarmede område. Når partiklerne passerer gennem denne termiske zone, ændrer de den elektriske modstand af ledningen. Dette skyldes, at en partikels varmeledningsevne enten vil øge eller reducere temperaturen i den del af røret, får den elektriske modstand til at gå op eller ned.

Da forskerne kender strømningshastigheden af ​​opløsningen gennem røret, de kan måle den tid, den elektriske modstand blev ændret og beregne størrelsen på de genstande, der er suspenderet i opløsningen.

"Indtil nu, vi har testet denne metode effektivt med objekter i intervallet 200 mikron til 90 mikron – i den større ende af det spektrum, der almindeligvis måles af kommercielle partikeltællere, "Siger Walker." Men i teorien kan vi komme ned til 10 mikronområdet og måle individuelle celler. Det arbejder vi på nu."

Forskerne undersøger også måder at bruge teknikken til at opdage uønskede metalpartikler som følge af maskinslitage i mekaniske enheder.

"Der er tre fordele ved vores teknik, " siger Walker. "Det er enkelt, det er billigt, og den kan overvåge enhver form for partikel. Flowcytometri - som bruger lys - er både dyrt og komplekst, mens Coulter-tællere – som bruger elektricitet – kun virker på genstande, der ikke leder elektricitet, men er ophængt i en opløsning, der er ledende."