Los científicos utilizan dispositivos de microfluidos acústicos para separar y clasificar componentes en fluidos, como glóbulos rojos y blancos, plaquetas y células tumorales en sangre, para comprender mejor las enfermedades o desarrollar nuevos tratamientos. Sin embargo, Las tecnologías desarrolladas en laboratorios de investigación a menudo carecen del rendimiento constante necesario para su uso en entornos clínicos e industriales.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis está cambiando la práctica estándar de usar herramientas de microfluidos para el descubrimiento científico al usar un organismo vivo para medir y monitorear en tiempo real el rendimiento de los dispositivos de microfluidos acústicos.

J. Mark Meacham, profesor asistente de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales en la Escuela de Ingeniería McKelvey, utilizó Chlamydomonas reinhardtii, un alga verde unicelular que nada con dos cilios, o estructuras en forma de látigo, para probar la eficacia de los dispositivos de ondas acústicas a granel creados en su laboratorio. Estos dispositivos utilizan materiales piezoeléctricos para traducir una señal eléctrica en vibraciones mecánicas, que luego generan ondas estacionarias ultrasónicas en el canal lleno de líquido de un dispositivo.

Meacham y Minji Kim, un estudiante de doctorado en su laboratorio, Diseñe estos dispositivos para que funcionen en múltiples frecuencias de resonancia para generar ondas acústicas fuertes con la máxima transferencia de energía. El funcionamiento eficiente es fundamental porque los dispositivos ineficientes generan calor que puede matar las células biológicas.

Es el primer trabajo informado que proporciona esta funcionalidad en tiempo real y para una variedad de geometrías de dispositivos. Los resultados del trabajo se publican en Laboratorio en un chip 9 de febrero 2021, y aparecen en la contraportada de la revista impresa.

"El objetivo de este trabajo es utilizar estas células para caracterizar el campo acústico, para encontrar resonancias y evaluar la intensidad de campo, y, finalmente, calibrar el rendimiento del dispositivo utilizando las celdas como nuestra herramienta de medición, ", Dijo Meacham." Sabemos cuánta energía se pone. Las células nos dan una forma de evaluar qué parte de esa energía es útil ".