ساخت ابزاری برای جداسازی نانوذرات زیستی؛ هدف استفاده در بخش درمان

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران به دنبال ساخت دستگاه‌هایی هستند که از امواج صوتی برای جدا کردن نانوذرات مبتنی بر خون استفاده می‌کند.

مهندسان دانشگاه دوک ابزاری ایجاد کرده‌اند که از امواج صوتی استفاده می‌کند تا در چند دقیقه کوچکترین ذرات موجود در خون را جدا و مرتب کند. این روش مبتنی بر مفهومی است که به‌عنوان “ستون‌های مجازی” شناخته می‌شود و این پتانسیل را دارد که هم در تحقیقات علمی و هم برای کاربرد‌های دارویی از آن استفاده شود.

وزیکول‌های خارج سلولی کوچک (SEV) نانوذرات ریز و درشت تولید شده توسط انواع سلول‌های بدن هستند و تصور می‌شود نقش مهمی در ارتباط سلول به سلول و انتقال بیماری داشته باشند. جداسازی نانوذرات با صوت، یک فناوری انقلابی است که نه تنها نانوذرات را در کمتر از ۱۰ دقیقه استخراج می‌کند بلکه آن‌ها را به دسته‌هایی که تصور می‌شود دارای نقش‌های زیستی منحصر به‌فرد هستند، جدا می‌کند. این یافته‌ها در مجله Science Advances منتشر شده است.

تونی جون هوانگ گفت: «این نانوذرات در تشخیص و درمان پزشکی از پتانسیل قابل توجهی برخوردار هستند، اما فناوری‌های فعلی برای جدا کردن و مرتب‌سازی آن‌ها چندین ساعت یا چند روز طول می‌کشد.»

هوانگ گفت: «ما می‌خواهیم استخراج و مرتب‌سازی SEV‌های با کیفیت بالا را به سادگی فشار دادن یک دکمه و گرفتن نمونه‌های مورد نظر سریع‌تر انجام شود.»

SEV‌ها به زیر گروه‌های مختلف با اندازه‌های مختلف تقسیم می‌شوند. به‌عنوان مثال، کوچکتر از ۵۰ نانومتر، بین ۶۰ تا ۸۰ نانومتر و بین ۹۰ تا ۱۵۰ نانومتر. تصور می‌شود که هر اندازه از ویژگی‌های زیستی منحصر به فرد برخوردار است.

محققان به دلیل پتانسیل آن‌ها برای تبدیل زمینه تشخیص غیر تهاجمی، مانند شناسایی اولیه سرطان و بیماری آلزایمر، از یافته‌های اخیر در زیر گروه‌های SEV هیجان‌زده می‌شوند. با این حال، این ذرات هنوز در بخش درمان استفاده نمی‌شوند.

هوانگ این مسئله را به چالش‌های شناسایی و جداسازی این زیر مجموعه‌های SEV و اندازه نانویی آن‌ها نسبت می‌دهد.

در این فناوری، یک جفت مبدل یک موج صدا ایستا ایجاد می‌کند که یک کانال باریک و پر از سیال را پوشانده است. از طریق دیواره‌های کانال، موج صدای دیگری در مایع حرکت می‌کند و با موج صدای ایستا اصلی در تعامل است. این تعامل باعث ستون‌های مجازی در وسط کانال می‌شود. هر یک از این ستون‌های مجازی به طور موثری یک منطقه با فشار مشخص است. ذراتی که سعی در عبور از ستون‌ها دارند، به سمت مرز‌های کانال سوق داده می‌شوند؛ و هرچه اندازه ذرات بیشتر باشد، فشار بیشتر می‌شود.

محققان با تنظیم سری ستون‌های مجازی برای ایجاد نیرو‌های ظریف در نانوذرات، می‌توانند دقیقاً آن‌ها را با اندازه در گروه‌های مختلفی که با نیاز آزمایشات مورد نظر تعیین می‌شوند، مرتب کنند.