Förbättrad teknik kan snabba upp både vatten- och blodanalyser

Foto: Naja Bertolt Jensen/Unsplash

Metod för att ta bort mikroplaster från vatten kan också påskynda blodanalyser. Forskare har visat en metod för att snabba upp, och potentiellt skala upp, processen för att separera partiklar i vätskor, vilket kan användas för att studera mikroplaster i dricksvatten eller till och med analysera cancerceller i blodet.

I en rapport publicerad i Nature Microsystems & Nanoengineering beskriver ett team lett av forskare vid KTH Royal Institute of Technology en snabbare och mer precis metod för elasto-inertial mikrofluidik, en process som innebär att kontrollera rörelsen hos små partiklar i vätskor genom att använda både vätskans elastiska egenskaper och de krafter som uppstår när vätskan rör sig.

Selim Tanriverdi, doktorand vid KTH och huvudförfattare till studien, säger att den förbättrade tekniken erbjuder en mängd potentiella användningsområden inom medicinsk testning, miljöövervakning och tillverkning. Metoden kan hjälpa till att snabbt sortera celler eller andra partiklar i blodprover, ta bort föroreningar i vatten för analys eller möjliggöra utveckling av bättre material genom att separera olika komponenter mer effektivt, säger han.

Den mikrofluidiska enheten består av specialkonstruerade kanaler som kan hantera relativt stora mängder vätska snabbt, vilket gör den perfekt för applikationer som kräver snabb och kontinuerlig separation av partiklar, säger Tanriverdi. Inom dessa kanaler kan partiklar sorteras och rada upp sig—ett avgörande steg för att separera olika typer av partiklar.

Den förbättrade noggrannheten möjliggörs genom att använda speciella vätskor som är designade med höga polymerkoncentrationer. Detta ger en viskoelastisk karaktär som kan trycka som vatten och återgå, på ett sätt som liknar äggvita. Genom att kombinera dessa krafter kan partiklar styras att röra sig på specifika sätt.

"Vi visade hur provgenomströmningen kan ökas inom vår mikrofluidiska kanal," säger han. "Detta skulle minska processens tid för blodanalys, vilket är avgörande för en patient."

Studien fann att större partiklar var lättare att kontrollera och förblev fokuserade även när vätskeflödet ökade. Mindre partiklar behövde optimala flödeshastigheter för att hålla sig i linje men visade förbättrad kontroll under rätt förhållanden.

Utvecklingen av metoden har sina rötter i ett projekt för att utveckla teknologier för övervakning av mikro- och nanoplast i vatten, vilket finansierades av Europeiska kommissionen. Tanriverdi hade varit Marie Skłodowska-Curie-forskare i projektet, som hette MONPLAS.

b
En mikrochip som skulle kunna hjälpa till att minska processens tid för blodanalys visas av Selim Tanriverdi, doktorand vid KTH. Foto: KTH