美發現光電混合操控粒子新方法

據物理學家組織網近日報道，美國普渡大學的研究人員發現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、醫學診斷、食品和水源污染探測以及犯罪現場取證等。相關研究報告發表在近期出版的《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，并有望進入工業化生產。
　　通常情況下，液滴內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。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生“微流體漩渦”?？蒲腥藛T可通過移動紅外激光束將粒子放置在循環的液體漩渦中，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構和電路。
　　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，以分析醫用或與環境相關的生物樣本；而基于此項技術的感測器或現場即時檢測設備，可使研究人員在辦公室或醫院內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。