Los ingenieros de la Universidad de Duke han desarrollado una forma de manipular, dividir y mezclar gotitas de fluidos biológicos haciéndolos surfear sobre ondas acústicas en aceite. La tecnología podría formar la base de un chip biomédico regrabable, a pequeña escala, programable y completamentereutilizable para fines dispares, desde diagnósticos en el sitio hasta investigaciones de laboratorio.
El estudio aparece el 26 de julio en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
El manejo automatizado de fluidos ha impulsado el desarrollo de muchos campos científicos. Los sistemas de pipeteo robótico han revolucionado, por ejemplo, la preparación de bibliotecas de secuenciación, diagnósticos clínicos y detección de compuestos a gran escala. Aunque omnipresentes en las industrias farmacéuticas y de investigación biomédica moderna, estoslos sistemas son voluminosos, caros y no manejan bien pequeños volúmenes de líquidos.
Los sistemas Lab-on-a-chip han podido llenar este espacio hasta cierto punto, pero la mayoría se ve obstaculizada por un inconveniente importante: la absorción de la superficie. Debido a que estos dispositivos dependen de superficies sólidas, las muestras que se transportan inevitablemente dejan rastros deellos mismos que pueden conducir a la contaminación.
"Hay muchos fluidos cargados de proteínas y ciertos reactivos que tienden a adherirse a los chips que los manejan", dijo Tony Jun Huang, profesor William Bevan de Ingeniería Mecánica y Ciencia de Materiales en Duke. "Esto es especialmentecierto para muestras biológicas como sangre no diluida, esputo y muestras fecales. Nuestra tecnología es muy adecuada para procesar estas muestras difíciles ".
La nueva plataforma de laboratorio en un chip utiliza una capa delgada de aceite inerte e inmiscible para evitar que las gotas dejen rastros de sí mismos. Justo debajo del aceite, una serie de transductores piezoeléctricos vibran cuando la electricidad pasa a través de ellos.Al igual que la superficie de un subwoofer, estas vibraciones crean ondas de sonido en la fina capa de aceite que se encuentra sobre ellas.
Al controlar cuidadosamente las ondas sonoras, los investigadores crean vórtices verticales que forman pequeños hoyuelos en el aceite a ambos lados del transductor activo. Estos hoyuelos pueden contener gotas con volúmenes que van desde un nanolitro a 100 microlitros y pasarlos a lo largo de la superficie deel aceite a medida que las ondas sonoras se modulan y se activan diferentes transductores.
Las gotas están navegando efectivamente en pequeñas ondas de sonido.
"Nuestro mecanismo de manejo de líquidos sin contacto inherentemente elimina la contaminación cruzada asociada con la adsorción de la superficie y la necesidad de modificación de la superficie", dijo Huang. "Permite que las rutas reutilizables para que las gotas se procesen dinámicamente en rutas arbitrarias sin interferencias entre cada una de ellasotro, aumentando exponencialmente el número permitido de combinaciones de entradas de reactivos en el mismo dispositivo "
Huang luego quiere tomar esta demostración de prueba de concepto y crear una plataforma de laboratorio en un chip totalmente automatizada que pueda manejar operaciones complejas con docenas de gotas simultáneamente. Está planeando colaborar con sus pares en Duke para diversas aplicaciones enbiología y medicina.
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Materiales proporcionados por Universidad de Duke . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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