В Государственном Университете Пенсильвании (США) спроектировали устройство размером примерно в десять центов, которое может захватывать живые материалы — в том числе клетки крови и другие микроорганизмы — при помощи звуковых волн вместо касания, сообщает «WordScience.org».
С помощью применения ультразвука акустический пинцет может манипулировать живыми материалами, такими как клетки крови и по цене он намного ниже, чем оптический пинцет, в котором используются лазеры для работы с отдельными частицами.Устройство, получившее название акустический пинцет, является первой бесконтактной технологией, способной захватывать и управлять аскаридой длинной в один миллиметр. Эта новая технология очень важна для изучения развития заболеваний в организме человека.
Пинцет, который может также точно управлять масштабными объектами, которые имеют важное значение во многих областях фундаментальных биомедицинских исследований применяющих ультразвук, такие неинвазивные технологии врачи используют для того чтобы получить изображение зародыша в матке.
Устройство работает на базе пьезоэлектрического материала, который перемещается под электрическим током. Колебания проходят через преобразователи, присоединенные к пьезоэлектрической подложке, позиции объектов при этом определяет стоячая поверхностно акустическая волна (ПАВ).
ПАВ создают давление поля в жидком носителе, который удерживает образец. С помощью простой электроники в устройстве можно настроить ПАВ на точное и неинвазивное перемещение образца или неорганического объекта.
«Мы считаем, что это устройство может быть легко изготовлено по цене намного ниже, чем, скажем, оптические пинцеты, в которых применяются лазеры для работы с отдельными частицами», говорит Тони Юн Хуан, профессор биоинженерии в Университете штата Пенсильвания, чья группа впервые разработала акустический пинцет.
«Оптический пинцет требует энергетических мощностей в 10,000,000 раза больше, чем наш акустический пинцет, и лазеры могут нагреться и повредить клетки, в отличие от ультразвука».
Во многих биологических системах акустический пинцет будет превосходным инструментом, чтобы имитировать условия внутри организма, где клетки подвергаются волновым давлениям и импульсам химических веществ, пишут в интернете исследователи Национальной академии наук.
«Акустический пинцет будет использоваться на клеточном уровне, для импульсного воздействия подобно молекулярным препаратам, чтобы протестировать какое оказывается механическое воздействие на стенки клетки», по словам Стивена Бенковика, профессора химии, чья группа внесла свой вклад в работу, «Клетки будут содержать биохимические маркеры, таким образом, мы сможем наблюдать эффект препарата или давление на биохимию клетки.»
Акустический пинцет очень универсальный, говорит Хуан. «Мы можем управлять одной клеткой или мы можем управлять десятками тысяч клеток, одновременно».В настоящее время размер объектов, которые можно перемещать с акустическим пинцетом в диапазоне от микрометров до миллиметров, хотя и с более высокими частотами, он должен иметь возможность перемещать объекты в наноразмерном режиме, полагают исследователи. Дальнейшая работа будет включать в себя изменения устройства для размещения более фундаментальных биомедицинских исследований с группой профессора Бенковика.
В конечном счете, запатентованная технология может привести к появлению компактных, неинвазивных, недорогих приборов точечного воздействия на клетки крови и раковые клетки, их сортировки и диагностики. В настоящее время, возможность поймать и манипулировать живым червяком C. elegans для изучения является доказательством потенциальной полезности устройства.
Национальный научный фонд и Национальный институт здравоохранения финансировали это исследование.
По данным – futurity.org
