Acoustofludics kombinerar elegant akustik med vätskemekanik, vilket möjliggör exakt manipulering av vätskor och partiklar på både mikro- och nanoskala. Detta tvärvetenskapliga fält spelar en avgörande roll inom biomedicin, vävnadsteknik och syntes av nanopartiklar. Effektiviteten och potentialen hos traditionella akustofluidiska anordningar begränsas emellertid ofta av deras beroende av fluidkamrarnas specifika geometrier, vilket begränsar deras anpassningsförmåga och mångsidighet.
För att ta itu med dessa begränsningar, använder MAWA-tekniken (Membran Acoustic Waveguide Actuator) guidade böjningsvågor (GFW) för effektiv och flexibel partikelkontroll, som fungerar oberoende av kammarens resonansegenskaper på grund av de evanescenta egenskaperna hos de GFW-drivna akustiska fälten.
Detta tillvägagångssätt beskrivs i detalj i en studie publicerad i Microsystems &Nanoengineering den 8 mars 2024.
Till skillnad från traditionella metoder som är starkt beroende av den specifika utformningen av mikrofluidkamrar, använder MAWA ljudvågor genom att styra vibrationerna längs mikron-tunna mikrotillverkade membran som fungerar som akustisk vågledare, utan begränsningar från den omgivande geometrin.
Den här innovationen gör det möjligt för forskare att exakt kontrollera rörelsen av partiklar ovanpå membranen, oavsett om det är för att blanda, separera eller transportera dem i vilket flytande utrymme som helst på ett mikrochip.
Forskningen går djupt ner i mekaniken för hur dessa styrda ljudvågor interagerar med partiklar i en vätska, och ger en inblick i en framtid där lab-on-a-chip-enheter är mer mångsidiga och kraftfulla än någonsin tidigare.
Experiment visade att genom att justera frekvensen och fasen för dessa ljudvågor kunde partiklar fås att blandas, separeras baserat på storlek, eller till och med röra sig mot en vätskas flöde, allt inom gränserna för en liten droppe eller en mikrokanal.
Enligt den första författaren Dr Philippe Vachon, "Vår forskning om mikrofluidteknologi ger betydande framsteg i partikelmanipulationsfunktioner genom lokaliserade akustofluidiska effekter. Denna kavitetsagnostiska guidade böjvågsbaserade strategi öppnar nya vägar för design och tillämpning av lab-on-a-chip-enheter Förhoppningsvis kommer den här nya tekniken i hög grad att bidra till framtida genombrott i lab-on-a-chip-system som är inriktade på sjukdomsdiagnostik och analyser på cellnivå."
Mer information: Philippe Vachon et al, Cavity-agnostiska akustofluidiska manipulationer som möjliggörs av guidade böjningsvågor på ett membran akustiskt vågledaraktuator, Microsystems &Nanoengineering (2024). DOI:10.1038/s41378-023-00643-8
Journalinformation: Mikrosystem och nanoteknik
Tillhandahålls av TranSpread
