Іноді необхідно виконати аналіз частинок, зважених у краплі рідини. Але змусити ці частинки переміститися на поверхню сенсора - непросте завдання, яке вирішує новий «гібридний оптоелектричний» прилад.
У ряді випадків буває необхідно виконати аналіз частинок, укладених у краплі води. Крапля поміщається на поверхню сенсора, і зазвичай для того, щоб зважені в ній частинки були виявлені, їм необхідно випадково потрапити на поверхню датчика. Щоб підвищити ефективність роботи пристрою, необхідно за допомогою світлового або електромагнітного впливу на краплю (або частинки всередині неї) змусити їх опинитися на поверхні сенсора.
Інші методи аналізу, що використовують або світло, або електричне поле окремо, дозволяють змінювати положення або краплі рідини, або ув'язненої в ній частинки, але не одночасно. Новий «гібридний оптоелектричний» прилад може діяти в обох цих напрямках, активно переміщуючи частинки в області, де вони можуть бути проаналізовані.
Метод є універсальним у тому сенсі, що дозволяє працювати з краплями і частинками різних розмірів - від декількох нанометрів до міліметра.
Ця технологія може бути використана при створенні «лабораторій-на-чіпі», що дозволяють аналізувати різні біологічні зразки. Такі датчики можуть бути використані для швидкого аналізу біологічних рідин людського організму, в тому числі при наркологічному обстеженні, для виявлення ішемічної хвороби серця, пухлин і різних спадкових захворювань, для визначення батьківства, а також присутності різних бактерій, вірусів і грибків, які важко виявити звичайними лабораторними методами.
Ключову роль у цій технології відіграють електроди з суміші оксидів олова та індія, прозорого електропровідного матеріалу, який широко використовується при виробництві екранів сенсорних дисплеїв. Краплі рідини розташовуються на поверхні цього електрода, а інфрачервоний лазер нагріває краплю і електрод одночасно. Всередині нагрітої краплі виникає «мікрофлюїдальний вихор», викликаний впливом електромагнітного поля. Цей вихор допомагає дослідникам змінювати положення частинок у циркулюючій рідині, переміщуючи інфрачервоний лазер. Частинки накопичуються тільки в підсвіченій лазером області.
Ця технологія також може бути використана при виробництві сенсорів та інших пристроїв. Для цього необхідно буде модифікувати явище, відоме як ефект «кавового кільця»: при випаровуванні рідини частинки, що містяться в ній, утворюють «кільце» - область підвищеної концентрації частинок у тій зоні, де розташовувався край краплі до її висихання. Оскільки осад формується тільки на підсвічених лазером ділянках, технологію можна застосувати для керованого створення мікроскопічних структур для біосенсорів і електроніки. Розробники успішно протестували цей метод для створення контрольованих мікросборів.
За прес-релізом Purdue University
