Ciência e Tecnologia
publicado em 07/07/2011 às 13h30:00
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Foto: Stuart J. Williams/University of Loui
Tecnologia combina um laser e campos elétricos para manipular líquidos e pequenas partículas como bactérias, vírus e DNA
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Tecnologia combina um laser e campos elétricos para manipular líquidos e pequenas partículas como bactérias, vírus e DNA

Pesquisadores estão desenvolvendo novas tecnologias que combinam um laser a campos elétricos para manipular fluidos e pequenas partículas como bactérias, vírus e DNA para uma gama de aplicações possíveis, desde a fabricação de medicamentos até a segurança alimentar.

De acordo com o professor de engenharia mecânica da Purdue University, Steven T. Wereley , essa s inovações devem resultar em sensores e dispositivos analíticos para aplicações de " laboratório em um chip" , ou instrumentos em miniatura que realizam medições que normalmente necessitariam de equipamentos de laboratório de grande porte .

O método, chamado de "manipulação optoelétrica híbrida em microfluídos" é uma nova ferramenta possível para aplicações como diagnósticos médicos, testes de alimentos e de água, química forense (para a análise da cena do crime) e produção farmacêutica.

"Conseguimos uma integração de tecnologias que permite a manipulação por meio de um espectro de escala de comprimento muito largo. Isso nos permite manipular não apenas objetos de grande porte como gotículas, mas também moléculas de DNA minúsculas dentro de ssas gotículas, usando uma técnica combinada. Isto pode aumentar consideravelmente a eficácia dos sensores do 'laboratório dentro de um chip'", disse Kumar.

" As tecnologias estão prontas para algumas aplicações, entre elas os diagnósticos médicos e as amostras ambientais. Há dois pontos principais nas aplicações. O primeiro é a micro e a nanofabricação e o segundo é os sensores do 'laboratório dentro de um chip'. Este último tem demonstrado aplicações biologicamente relevantes nos últimos dois anos, e sua expansão neste campo é imediata e permanente" , disse o professor de engenharia mecânica da University of Louisville, Stuart J. Williams.

A tecnologia funciona utilizando primeiro um laser vermelho para posicionar a gotícula em uma plataforma especialmente fabricada em Purdue. Em seguida, um laser infravermelho altamente concentrado é utilizado para aquecer a gotícula, em seguida, os campos elétricos fazem com que o líquido aquecido circule em um "vórtice microfluídico". Este vórtice é usado para isolar determinados tipos de partículas no líquido em circulação, como uma micro centrífuga. As concentrações de partículas replicam a localização, o tamanho e a forma do padrão de laser infravermelho.

"Isto funciona muito rápido. É preciso menos de um segundo para que as partículas respondam e sejam puxadas para fora da solução", afirma Wereley. Os sistemas que utilizam a abordagem híbrida optoelétrica podem ser projetados para detectar precisamente, manipular e examinar certos tipos de bactérias, incluindo cepas especiais que tornam os metais pesados menos tóxicos.

"Estamos apostando nas aplicações biológicas para reparar as águas subterrâneas. Mesmo dentro da mesma cepa de bactérias algumas são boas na tarefa e algumas não, e esta tecnologia torna possível separá-las-las com eficiência. As bactérias podem ser injetadas no solo contaminado, mas, primeiro temos que encontrar uma maneira econômica de separá-las", explica .

A tecnologia pode ser útil na fabricação de medicamentos, já que uma série deles são produzidos a partir de partículas sólidas em suspensão no líquido. Este processo agora é feito usando filtros e centrífugas. Segundo Wesley, " a centrífuga faz o mesmo tipo de coisa, mas é global, ela cria uma força sobre cada partícula, enquanto a nova tecnologia pode especificamente isolar apenas certas partículas. Podemos, por exemplo, recolher todas as partículas que têm um mícron de diâmetro ou nos livrar de algo maior do que dois microns, assim podemos selecionar dinamicamente as partículas que pretendemos manter".

Na nanofabricação, esta tecnologia promete atuar sobre o conjunto de partículas suspensas chamadas coloides. A capacidade de construir objetos com coloides possibilita a criação de estruturas com características mecânicas e térmicas específicas para a fabricação de dispositivos eletrônicos e de pequenas peças mecânicas.

A tecnologia também pode ajudar a compreender forças eletrocinéticas fundamentais de moléculas e de estruturas biológicas, o que é difícil de se fazer com as tecnologias existentes.

Leia esta matéria na íntegra (em inglês).

Fonte: Isaude.net
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