Bryder grænser i små laboratorier:Ny teknologi ved hjælp af lydbølger har konsekvenser for nanopartikelmanipulation

Acoustofludics forener elegant akustik med væskemekanik, hvilket muliggør præcis manipulation af væsker og partikler på både mikro- og nanoskala. Dette tværfaglige felt spiller en afgørende rolle i biomedicin, vævsteknologi og syntese af nanopartikler. Effektiviteten og potentialet af traditionelle akustoffluidiske enheder er dog ofte begrænset af deres afhængighed af fluidkamres specifikke geometrier, hvilket begrænser deres tilpasningsevne og alsidighed.

For at imødegå disse begrænsninger anvender MAWA-teknologien (membran akustisk bølgelederaktuator) guidede bøjningsbølger (GFW'er) til effektiv og fleksibel partikelkontrol, som fungerer uafhængigt af kammerets resonansegenskaber på grund af de GFW-drevne akustiske felters evanescerende egenskaber.

Denne tilgang blev beskrevet detaljeret i en undersøgelse offentliggjort i Microsystems &Nanoengineering den 8. marts 2024.

I modsætning til traditionelle metoder, der er stærkt afhængige af det specifikke design af mikrofluidkamre, anvender MAWA lydbølger ved at lede vibrationerne langs mikrontynde mikrofabrikerede membraner, der fungerer som akustisk bølgeleder, uden begrænsninger fra den omgivende geometri.

Denne innovation gør det muligt for forskere præcist at kontrollere bevægelsen af ​​partikler oven på membranerne, uanset om det er til at blande, adskille eller transportere dem i et hvilket som helst fluidumrum på en mikrochip.

Forskningen dykker dybt ned i mekanikken i, hvordan disse guidede lydbølger interagerer med partikler i en væske, og giver et indblik i en fremtid, hvor laboratorie-på-en-chip-enheder er mere alsidige og kraftfulde end nogensinde før.

Eksperimenter viste, at ved at justere frekvensen og fasen af ​​disse lydbølger, kunne partikler fås til at blande sig, adskilles baseret på størrelse eller endda bevæge sig mod en væskestrøm inden for rammerne af en lille dråbe eller en mikrokanal.

Ifølge den første forfatter Dr. Philippe Vachon, "Vores forskning i mikrofluidisk teknologi frembringer betydelige fremskridt inden for partikelmanipulationsfunktioner gennem lokaliserede akusstoffluidiske effekter. Denne hulrums-agnostiske guidede bøjningsbølge-baserede tilgang åbner nye veje for design og anvendelse af lab-on-a-chip-enheder. Forhåbentlig vil denne nye teknologi i høj grad bidrage til fremtidige gennembrud i lab-on-a-chip-systemer rettet mod sygdomsdiagnostiske og cellulære analyser."

Flere oplysninger: Philippe Vachon et al., Hulrums-agnostiske akustofluidiske manipulationer muliggjort af guidede bøjningsbølger på en membran akustisk bølgelederaktuator, Microsystems &Nanoengineering (2024). DOI:10.1038/s41378-023-00643-8

Journaloplysninger: Mikrosystemer og nanoteknik

Leveret af TranSpread