Forskare har utvecklat en ny värmebaserad teknik för att räkna och mäta storleken på mikroskopiska partiklar. Tekniken är billigare än ljusbaserad teknik och kan användas på ett bredare utbud av material än elbaserade tekniker. Forskningen utfördes av fakulteten vid North Carolina State University, University of North Carolina vid Chapel Hill och Marquette University.
"Vi lanserade den här studien av ren nyfikenhet, men det har utvecklats till en teknik som har betydande fördelar jämfört med befintliga metoder för att räkna och mäta storleken på mikroskopiska föremål, " säger Dr Glenn Walker, senior författare till en artikel om arbetet och en docent i det gemensamma biomedicinska ingenjörsprogrammet vid NC State och UNC-Chapel Hill.
Partikelräknare används i en mängd olika industrier. Till exempel, läkare använder dem för att räkna och identifiera blod- och cancerceller medan bläcktillverkare använder dem för att säkerställa konsekvent tonerkvalitet. Den nya termiska tekniken kan också leda till nya tillämpningar.
Forskarna byggde en enhet där ett extremt smalt plaströr vilar på ett kiselsubstrat. En tråd är ansluten till en enda punkt under röret. En extremt liten ström går genom tråden, både genererar värme som strålar in i röret och mäter temperaturen på röret och dess innehåll.
När en lösning som innehåller mikroskopiska partiklar injiceras i röret flyter den förbi tråden och det uppvärmda området. När partiklarna passerar genom denna termiska zon ändrar de trådens elektriska motstånd. Detta beror på att värmeledningsförmågan hos en partikel antingen kommer att öka eller minska temperaturen i den delen av röret, får det elektriska motståndet att gå upp eller ner.
Eftersom forskarna känner till lösningens flödeshastighet genom röret, de kan mäta hur lång tid det elektriska motståndet ändrades och beräkna storleken på de föremål som hänger i lösningen.
"Än så länge, vi har testat den här metoden effektivt med föremål i intervallet 200 mikron till 90 mikron – i den större änden av spektrumet som vanligtvis mäts av kommersiella partikelräknare, "Säger Walker." Men i teorin kommer vi att kunna komma ner till 10 mikron intervall och mäta enskilda celler. Vi jobbar på det nu. "
Forskarna undersöker också sätt att använda tekniken för att upptäcka ovälkomna metallpartiklar till följd av maskinslitage i mekaniska anordningar.
"Det finns tre fördelar med vår teknik, " säger Walker. "Det är enkelt, det är billigt, och den kan övervaka alla typer av partiklar. Flödescytometri – som använder ljus – är både dyrt och komplext, medan Coulter-räknare – som använder elektricitet – bara fungerar på föremål som inte leder elektricitet utan är upphängda i en lösning som är ledande."
