دستیابی به یک فناوری تحول آفرین در زمینه آزمایشگاه روی تراشه

محققان آمریکایی با ترکیب میدان‌های الکتریکی و لیزر به فناوری نوینی برای دستکاری ذرات ریز و جداسازی آنها دست یافتند که امیدوارند در آینده نه چندان دور در کاربردهای متنوع و مختلفی از قبیل تولید دارو، تصفیه پساب‌ها و آب‌های زیرزمینی، ایمنی غذا، ، انجام آزمایش‌های تشخیص طبی، جرم‌شناسی و نیز مطالعات علمی بنیادی از قبیل بررسی نیروهای الکتروسینتیکی مولکول‌ها و ساختارهای زیستی (که با ابزارهای عادی امکان‌پذیر نیست) و نانوتولید کاربرد یابد.

 محققان مرکز فناوری نانو بریک پارک اکتشاف پوردو با ترکیب لیزر و میدان‌های
الکتریکی به فناوری‌های جدیدی دست یافته‌اند که به کمک آن می‌توان سیالات و همچنین
ذرات ریزی از قبیل باکتری‌ها، ویروس‌ها و DNA را دستکاری نموده و یا ذرات مورد نظر
معلق در محلول‌ها را به آسانی و بدون نیاز به صافی یا سانتریفیوژ از آن جدا کرد و
یا برای سامان‌دهی ذرات معلق –کلوئیدها- از آن استفاده نمود.

این روش که دستکاری اپتوالکتریکی ترکیبی در میکروسیالات نام دارد به نوآوری‌هایی در
زمینه حسگرها و ابزارهای تحلیلی جهت کاربردهای مربوط به آزمایشگاه روی تراشه منجر
خواهد شد و کارایی آنها را به‌طرز قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد.

این فناوری در واقع مشابه یک میکروسانتریفیوژ عمل می‌کند به این ترتیب که ابتدا با
استفاده از یک لیزر قرمز قطره مورد نظر روی صفحه‌ای که به‌طور خاص به‌وسیله‌ی
محققان دانشگاه پوردو ساخته شده؛ قرارگرفته و سپس به‌وسیله‌ی یک لیزر مادون قرمز
بسیار متمرکز گرم می‌شود. در مرحله بعد میدان‌های الکتریکی موجب چرخش آن در یک
گرداب میکروسیالی شده و در نهایت به سرعت و ظرف کمتر از یک ثانیه ذرات مورد نظر
ایزوله و از آن جدا می‌شود.

به گفته محققان اینکه اندازه، شکل و مکان الگوی لیزر مادون قرمز به غلظت این ذرات
بستگی دارد. به این ترتیب به‌راحتی می‌توان سیستم‌هایی هیبریدی برای آشکارسازی
دقیق، دستکاری ومشاهده انواع مشخصی از باکتری‌ها (از جمله باکتری‌های غربالگری که
موجب کاهش اثرات سمی فلزات سنگین می‌شوند) ساخت.

به گفته استفان تی ورلی (Steven T. Wereley) ، با استفاده از این روش که جدید‌ترین
فناوری دهه اخیر در بین تحقیقات دانشگاهی به‌شمار می‌آید، در آینده در موارد زیادی
از تولید دارو گرفته تا ایمنی غذا، تصفیه آب، انجام آزمایش‌های تشخیص طبی،
جرم‌شناسی و غیره، دیگر نیازی به تجهیزات عظیم آزمایشگاهی نبوده و تمام
اندازه‌گیری‌ها را می‌توان با یک تراشه کوچک انجام داد. وی همچنین سرعت عمل بالا و
امکان استفاده بلادرنگ از این فناوری را از دیگر مزایای آن ذکر می‌کند. این محققان
امیدوارند این فناوری در آینده نه چندان دور، در بسیاری از کاربردهای علمی بنیادی
از قبیل: مطالعه نیروهای الکتروسینتیکی مولکول‌ها و ساختارهای زیستی (که با
ابزارهای عادی امکانپذیر نیست) و نانوتولید مورد استفاده قرار گیرد.

لازم به ذکر است نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای در شماره ۷ جولای نشریه
Lab on a
Chip magazine وابسته به انجمن سلطنتی شیمی انگلستان منتشر شده و بعنوان موضوعی داغ
در سایت
http://blogs.rsc.org/lc/2011/06/15/issue-13-now-online/
نیز به‌طور
رایگان قابل دسترسی است.