Avanzamenti critici in medicina e la promessa di protezione ambientale di uscire da un nuovo metodo per l'analisi biochimica dei fluidi sviluppato da un team scientifico internazionale guidato in parte da Arizona State University ricercatori.
Chiamato "magnetofluidics digitale", che promette più rapido, più preciso e meno costose analisi di acqua e fluidi biologici - sangue, urine, saliva - che richiedono solo minuscole quantità di liquidi.
Una spiegazione dettagliata del processo è presentato in un articolo pubblicato nell'edizione del 17 luglio di Applied Physics Letters , uno dei principali rapporti rivista internazionale su importanti nuove scoperte nel campo della fisica applicata alla ingegneria, tecnologia e altre scienze. L'articolo, "microfluidica discreti magnetica," può essere consultato online su http://apl.aip.org/
Digital magnetofluidics consente piccole gocce di liquidi per essere manipolati in un chip di silicio in modo tale da produrre immagini più chiare delle proteine, DNA, batteri, virus e sostanze chimiche presenti nei liquidi, spiega Antonio Garcia, professore presso il Dipartimento Harrington di Bioingegneria in Ira ASU A. Fulton Facoltà di Ingegneria.
Il nuovo metodo tiene speranza di miglioramenti significativi in aree quali la prognosi e la diagnosi di condizioni mediche e nella sperimentazione di fonti d'acqua per i rischi ambientali, ha detto Garcia.
ASU, Garcia è tra gli scienziati e gli ingegneri lo sviluppo di microfluidica e test-superficie tecniche. Il team comprende Mark Hayes e Gust Devens, entrambi professori di chimica e biochimica, e Tom Picraux, che ha trascorso gli ultimi quattro anni sulla chimica ASU e ingegneria dei materiali della facoltà prima di diventare scienziato capo del Centro per le Nanotecnologie integrato al Los Alamos National Lab nel New Mexico.
Essi sono stati aiutati da compagni di post-dottorato di ricerca ASU Solitaire Lindsay e laureati Dongqing Yang, Pavan Aella e Ana Egatz-Gomez.
Il lavoro del gruppo ASU è parte dello sforzo internazionale dalla Rete Interdisciplinare di Scienza e Tecnologie emergenti (INEST), diretto da Manuel Marquez, un professore di bioingegneria ASU. Lui e Lindsay sono affiliati con il centro INEST gruppo di ricerca a Richmond, in Virginia, con il sostegno da parte della società Philip Morris USA.
Marquez, e colleghi ricercatori in Spagna, tra cui professori Sonia Melle presso l'Universidad Complutense de Madrid e Miguel Angel Rubio, e lo studente laureato Pablo Garcia Dominguez-presso l'Universidad Nacional de Educacion por Distancia, che hanno prodotto la prima dimostrazione della nuova tecnologia, sono un parte integrante del progetto microfluidica.
I risultati del team potrebbero avere un impatto grande sul campo di bioanalisi, dice Hayes.
La chiave per l'efficacia del metodo sta usando modelli di superficie su scala nanometrica per creare un "superhydrophobic" (o idrorepellente), superficie su cui raccogliere le goccioline estremamente piccole di fluidi - una superficie formata da imitando il naturale auto-pulizia processo esposti dalle foglie di la pianta del Loto, spiega Hayes.
Acqua e fluidi biologici in genere fino tallone come una palla su superfici superhydrophobic, ma l'introduzione di un campo magnetico prodotto da iniettare minuscole particelle magnetiche in gocce tiene la palla di rotolare fuori dalla superficie.
Questo permette ai fluidi di essere controllato attraverso esercitando forza magnetica, e si trasferì con estrema precisione tra le punte di nanofili, che sono solo circa 200 atomi di diametro e meno di un centesimo della larghezza di un capello umano di lunghezza.
"Sapevamo che avevamo la superficie ideale per l'analisi gocce di sangue e altri fluidi biologici, perché mai l'aria intrappolata tra i fili consente di gran parte del liquido di entrare in contatto con la superficie", dice Garcia.
Che è fondamentale per un'analisi accurata perché impedisce i prodotti chimici e altri materiali nel droplet dalla combinazione e reagire con i composti chimici nel materiale di superficie e di conseguenza contaminare il campione di liquido.
Il processo è il punto cruciale di ciò che i ricercatori chiamano "lab on a chip" tecnologia, che consentirà agli scienziati, operatori sanitari ed esperti ambientali per ottenere precisi risultati dei test biochimici solo a livello micro quantità di liquidi.