Mikrochip do elektrycznego pomiaru kropelek
W projekcie MICROFLUCHIP wzięli udział eksperci w dziedzinie mikroautomatyki strumieniowej, bioimpedancji i technologii wytwarzania, zajmujący się analizą złożonych próbek płynnych. Badacze wykonali mikroukład obejmujący mikrokanalik do przepływu płynów, czujnik impedancji oraz mechanizm sortowania (separacji) z wykorzystaniem przełączania aktywowanego elektrodami. Aby zwiększyć czułość czujnika impedancji, opracowano skomplikowany interfejs elektrod, obwody front-end o niskim poziomie szumów, jak również metodę przetwarzania sygnałów do pomiaru dielektryczności kropelek. Elektrody separujące były izolowane za pomocą folii, która uniemożliwiała hydrolizę przy wysokim napięciu sterowania. Aby wzmocnić przepływ kropelek, mikrokanalik i elektrody dodatkowo pokryto monowarstwą hydrofobową. Za pomocą elektrod wskaźnikowych przepuszczano przez kropelki sygnały wielosinusoidalne o częstotliwościach od kilku kiloherców do 10 MHz. Wykorzystując spektroskopię bioimpedancji, mierzono reakcję dielektryczną w cząsteczkach zawieszonych w kropelkach. Zastosowanie dopasowania krzywej i analizy statystycznej umożliwiło dokonanie charakterystyki cząstek zawieszonych. Cząstki imitowały właściwości dielektryczne komórek erytrocytów, dlatego też ten czujnik może znaleźć potencjalne zastosowanie w technologii biowykrywania. Badaczom udało się dowieść potencjału kropelkowych pomiarów impedancji w zastosowaniu do analizy mikrocząstek i komórek w kropelkach poprzez określanie ich właściwości dielektrycznych. Stanowi to ważny krok w kierunku elektrycznego pomiaru komórek erytrocytów w bioreaktorach kropelkowych i metoda ta może być w przyszłości zastosowana do rozróżniania kultur komórkowych online.
