美發(fā)現(xiàn)光電混合操控粒子新方法

據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，美國普渡大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種光電混合操控粒子的新方法，其可應用于傳感器制造、醫(yī)學診斷、食品和水源污染探測以及犯罪現(xiàn)場取證等。相關研究報告發(fā)表在近期出版的《朗繆爾》雜志上。
　　此前基于光或電場原理的儀器，只能單獨放置液滴或是液滴中含有的粒子。新方法則通過將光和電場相結(jié)合，可放置含有細菌、病毒、真菌和DNA的液滴及這些微小的粒子。這就使新型的混合光電設備具備了改進為感測器的潛力，并有望進入工業(yè)化生產(chǎn)。
　　通常情況下，液滴內(nèi)的粒子可在其滴落在感測器表面時被探測出來，而新方法可通過將粒子移動至電子芯片上的特定區(qū)域，在探測或分析時提升感測器的效能。研究人員阿洛克·庫瑪爾表示，感測器是此項新技術最直接的應用之一，其可將感測器的效能提高至少10倍以上。
　　此項技術的關鍵在于由氧化銦錫制成的電極，其是一種常用于觸摸屏制造的透明、導電類物質(zhì)。當液滴被放置在電極上時，紅外激光可同步加熱電極和液滴，之后電極中的電場可促使加熱的液體產(chǎn)生“微流體漩渦”。科研人員可通過移動紅外激光束將粒子放置在循環(huán)的液體漩渦中，使粒子在激光鐳射時開始積聚和排列，從而形成生物感測器和電子設備所需的結(jié)構(gòu)和電路。
　　機械工程教授斯蒂芬·韋若利表示：“新型混合技術探測范圍頗廣，我們可操控1微升的液滴，也可操控長約幾納米的粒子。” 這為未來的“芯片實驗室”技術提供了可能，科學家可借助電子芯片快速進行聚合酶鏈反應和毛細血管電泳，以分析醫(yī)用或與環(huán)境相關的生物樣本；而基于此項技術的感測器或現(xiàn)場即時檢測設備，可使研究人員在辦公室或醫(yī)院內(nèi)就能完成新級別的化學分析或是生物鑒定，用于分析血樣、尿樣及人體其他體液，從而為藥物篩選、親子鑒定、犯罪嫌疑人排查以及冠狀動脈疾病、腫瘤和多種遺傳疾病及傳染疾病的檢測提供支持；并可用于檢測食品或水源中是否含有大腸桿菌或沙門氏菌等病原體。