استفاده از فراصوت برای دستکاری ذرات در مقیاس های پایین - تور تایلند ارزان

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، محققان پیروز شدند از امواج فراصوت با فرکانس بالا کاربرد های تازه ای به دست آورند. فراوری نانوذرات، رهایش هدفمند دارو و واکسیناسیون بدون درد از جمله این کاربرد های است.

امواج صوتی برای دهه ها بخشی از علم و پزشکی بوده است، اما این فناوری ها همواره به فرکانس های پایین متکی بوده اند. به تازگی محققان دانشگاه RMIT در ملبورن، نشان دادند که امواج صوتی با فرکانس بالا چگونه می تواند در زمینه شیمی فراصوت، انقلابی ایجاد کند.

پژوهشگران در این پروژه نشان دادند که ساخت نانوذرات هوشمند و حتی رساندن دارو به ریه ها برای واکسیناسیون های بدون درد و بدون سوزن با این فناوری قابل انجام است.

در حالی که امواج صوتی برای دهه ها بخشی از علم و پزشکی بوده است، فراصوت برای اولین بار برای تصویربرداری بالینی در سال 1942 و برای راهنمایی واکنش های شیمیایی در دهه 1980 استفاده شد. این فناوری ها همواره به فرکانس های پایین متکی بوده اند.

یک آنالیز جدید که در Advanced Science منتشر شده است، تأثیرات این امواج صوتی بر مواد و سلول ها را نشان می دهد؛ برای مثال، بعضی مولکول ها با دریافت امواج فراصوت مرتب می شوند.

محققان این پروژه جزئیات کاربرد های مختلف این فناوری را نیز ارائه کردند. تحویل دارو به ریه ها، فراوری نانوذرات محافظت نماینده از دارو از جمله کاربرد های این فناوری بیان شده است.

پروفسور برجسته لسلی یئو و تیم وی بیش از یک دهه را صرف تحقیق در خصوص تعامل امواج صوتی در فرکانس های بالاتر از 10 مگاهرتز با مواد مختلف نموده اند.

اما یئو می گوید: ما تازه آغاز به درک طیف پدیده های عجیبی نموده ایم که بیشتر در آزمایشگاه مشاهده می گردد. هنگامی که امواج صوتی با فرکانس بالا را به مایعات، مواد و سلول ها متصل می کنیم، تأثیرات فوق العاده ای روی آن ها دارد. ما این امواج صوتی را برای توسعه فناوری های نوین پزشکی و ترکیب مواد پیشرفته مهار نموده ایم. اما یافته ها و درک بنیادی ما از شیمی فراصوت را نیز تغییر داده است و نشان داد که ما در این باره واقعاً کم می دانیم. کوشش برای شرح علم آنچه می بینیم و سپس استفاده از آن برای حل مسائل عملی چالشی عظیم و مهیج است.

محققان این پروژه امواج صوتی با فرکانس بالا را روی میکرو تراشه ایجاد می نمایند تا مایعات یا مواد را به طور دقیق دستکاری نمایند.

هنگامی که امواج صوتی با فرکانس بالا به مواد و سلول های مختلف منتقل می گردد، محققان رفتاری را مشاهده کردند که هرگز با فراصوت با فرکانس پایین مشاهده نشده بود. یئو می گوید: ما شاهد مرتب شدن خودبه خودی مولکول ها بودیم. طول موج های صوتی درگیر می تواند بیش از 100000 برابر عظیمتر از یک مولکول منفرد باشد؛ بنابراین، اینکه چگونه یک جسم بسیار کوچک را می توان دقیقاً با چیزی بسیار عظیمتر دستکاری کرد، بسیار شگفت آور است.

در حالی که کاویتاسیون با فرکانس پایین بیشتر می تواند مولکول ها و سلول ها را از بین ببرد، اما آن ها با امواج صوتی با فرکانس بالا دست نخورده باقی می مانند.

این باعث می گردد که از آن ها در دستگاه های زیست پزشکی استفاده نمایند تا مولکول های زیستی و سلول ها را تحت تأثیر قرار دهند بدون اینکه روی یکپارچگی آن ها تأثیر بگذارد.

یکی از این دستگاه ها که به صورت پتنتی نیز به ثبت رسیده است، یک نبولایزر پیشرفته ارزان، سبک و قابل حمل است که می تواند برخلاف نبولایزر های موجود، مولکول های عظیمی مانند DNA و آنتی بادی ها را دقیقاً به محل مورد نظر تحویل دهد. این امر امکان واکسیناسیون و درمان بدون سوزن، بدون درد را فراهم می نماید.

نبولایزر با استفاده از امواج صوتی با فرکانس بالا سطح مایع یا دارو را تحریک و یک غبار ظریف ایجاد می نماید که می تواند مولکول های زیستی عظیمتری را مستقیم به ریه ها برساند.