Ses Dalgaları Hastalığı Tanıyacak Girdaplar Yaratıyor. Yeni teknik, erken hastalık tanısı için küçük ve ucuz bir bakım noktası cihazının temelini oluşturabilir.
Makine mühendisleri, nanoparçacıkların yalnızca bir ses kullanarak konsantre olabilecek küçük bir jakuziyi gösterdiler. Yenilik, gelecekteki teşhis cihazları için kan veya idrar örneklerinden proteinler ve diğer biyolojik yapıları toplayabilir.
Fluoresan işaretleyicilerle etiketlenmiş nanopartiküller, görmeyi daha kolay hale getirmek için yeni bir akustik jakuzi cihazıyla bir sütunda yoğunlaşıyor.
Duke Üniversitesi’ndeki makine mühendisleri, nanoparçacıkların yalnızca sesle konsantre olabilecek küçük bir jakuzi geliştirdiler. Yenilik, gelecekteki teşhis cihazları için kan, idrar veya tükürük numunelerinden proteinleri ve diğer biyolojik yapıları toplamak için kullanılabilir.
Erken teşhis, pek çok hastalığın başarılı bir şekilde tedavi edilmesinin anahtarıdır ancak bir sorunun erken göstergelerinin tespit edilmesi genellikle zorlayıcıdır. İlk uyarı işaretlerini çıkarmak için hekimler, genellikle, algılamada yeterli miktarda sinyal sağlamak için, hastanın vücut sıvısının küçük örneklerinden kıt proteinleri, antikorları veya diğer biyolojik işaretleri kullanmak zorundadırlar.
Günümüzde bunu başarmanın birçok yolu var olsa da çoğu zaman pahalı, zaman alıcı ya da sahaya çıkmak için çok hantaldır ve eğitimli uzmanları gerektirebilir. Duke mühendisleri bu engelleri ele alan yeni bir cihaz geliştirmeye geçiyor.
Yeni bir araştırmada araştırmacılar küçük bir akustik dönüştürücüyü, vortekste bu hastalığı işaretleyen nanoparçacıkları yakalayabilen bir girdap oluşturmak üzere bir cam silindirle eşleştirdiler. Sistem kompakt, ucuz, düşük enerjili olduğu ve parçalanmış parçacıkların özelliklerini değiştirmediği için yeni teşhis cihazları düzleminde erken tanı için vaat gösteriyor.
Sonuçlar, 25 Ocak 2017’de American Chemical Society Nano dergisinde çevrimiçi olarak paylaşıldı.
Duke’daki makine mühendisliği ve malzeme bilgisi profesörü Tony Huang, “Tanı, sağlık kararlarının yaklaşık yüzde 70’ini etkiliyor.” dedi. “Teşhis kalitesini artırabilir ve maliyetlerini düşürürsek, tüm sağlık sistemini muazzam ölçüde kolaylaştırabiliriz.” dedi.
Yeni teknoloji, ses dalgalarıyla ilişkili iki kuvveti – akustik radyasyon ve akustik akış – hesaplamak ve değiştirmek üzerine dayanıyor. Bir şişe oluşturmak için bir şişenin tepesine hava üflediyseniz, ikincisini biliyorsunuzdur. Akustik akış aynı olaydır, tersine, titreşen bir gövde akışı başlatan bir akışa neden olur.
Akustik radyasyonun da görselleştirilmesi kolaydır – sadece dev bir hoparlörün ayaklarını gösteren bir karikatürü düşünün. Bu senaryo birisini öldürmeden ortaya çıkmazken ses, seyahat eden bir basınç dalgısından başka bir şey değildir ve karşılaştığı her şeyi zorlar. Cihazlar bu fenomeni daha önce parçacıkları konsantre etmek için kullandı, ancak partiküller nanoscale’ye düştüğünde kendi başına yeterince kuvvet sağlayamıyor.
Yeni cihazda küçük, 5 voltluk bir akustik dönüştürücü uzun, ince bir cam şişeye doğru duran bir ses dalgası yaratıyor. Şişe ses dalgasına dik olduğundan ve Huang’ın ekibi ikisini birbirine tam olarak ayarladığı için camdaki titreşimler şişenin ekseni boyunca duran bir girinti oluşturuyor. Jakuzi, test sıvısında asılı bulunan herhangi bir parçacığı (örneğin kan veya idrar örneklerinden ekstrakte edilenler gibi) emer; buna karşın akustik radyasyon onları orada tutar.
Çalışmada, flüoresan işaretleyiciler süspansiyon halinde nanopartiküller daha görünür hale getirilmesine yardımcı olur. Ancak gerçek bir teşhis cihazında, Huang bunun gerekli olmayacağını açıkladı.
Huang, “Amacım, biyometrelerini örneklerden özerk olarak ayıran bir cep telefonunun boyutu hakkında küçük bir teşhis cihazı yaratmak.” dedi. “Bu girdap teknolojisi ile, biyolojik belirteçler çok sonra bugünün cep telefonlarında bulunan gibi basit bir kamera ile görülecek kadar yoğunlaştırabilir.”
Huang, şimdi, böyle bir cihazın diğer bileşenleri üzerinde çalışmayı ve hastalık ötesi teşhis konusundaki yeni girdap teknolojisini test etmek için Duke Health’teki bilim insanlarıyla işbirliği yapmayı planlıyor.
Duke Üniversitesi. “Ses dalgaları, hastalığın küçük işaretlerini toplamak için girdaplar yaratıyor: Yeni teknikler erken hastalık teşhisi için küçük, ucuz bir bakım noktasının temelini oluşturabilir.”
Kaynak:
Bilim Günışığı. ScienceDaily,