Os pesquisadores fabricaram um microfiltro rotativo acionado magneticamente que pode ser usado para filtrar partículas dentro de um dispositivo microfluídico. Eles fizeram o minúsculo filtro giratório criando um material magnético que poderia ser usado com uma técnica de impressão 3D muito precisa conhecida como polimerização de dois fótons.

Dispositivos microfluídicos, também conhecidos como dispositivos lab-on-a-chip, pode ser usado para realizar várias funções de laboratório dentro de um chip que geralmente mede alguns centímetros quadrados ou menos. Esses dispositivos contêm redes intrincadas de canais microfluídicos e estão se tornando cada vez mais complexos. Eles podem ser úteis para uma variedade de aplicações, como rastrear moléculas para potencial terapêutico ou realizar testes de sangue que detectam doenças.

"Ao mudar a direção do campo magnético externo, o microfiltro que fizemos pode ser manipulado remotamente sob demanda para filtrar partículas de determinados tamanhos ou permitir que todas passem, "disse Dong Wu, membro da equipe de pesquisa da Universidade de Ciência e Tecnologia da China. "Essa funcionalidade pode ser usada para muitos tipos de estudos químicos e biológicos realizados em dispositivos lab-on-a-chip, e mais importante, permite que os chips sejam reutilizados. "

No jornal The Optical Society (OSA) Cartas de Óptica , Wu, junto com colegas da Hefei University of Technology e RIKEN Center for Advanced Photonics no Japão, mostram que seus novos filtros de microfiltro rotativos podem classificar as partículas em um dispositivo microfluídico com alto desempenho.

"Este filtro poderia eventualmente ser usado para classificar células de tamanhos diferentes para aplicações como isolamento de células tumorais circulantes para análise ou detecção de células anormalmente grandes que podem indicar doença, "disse Chaowei Wang da Universidade de Ciência e Tecnologia da China." Com um maior desenvolvimento, pode até ser possível usá-lo em dispositivos colocados dentro do corpo para detecção de câncer. "

Um filtro mais versátil

Filtros com orifícios do tamanho de um micrômetro são frequentemente usados ​​em chips microfluídicos como uma forma passiva de classificar partículas ou células com base no tamanho dos orifícios. Contudo, porque o número e a forma dos furos no filtro não podem ser alterados dinamicamente, os dispositivos disponíveis não têm flexibilidade para classificar diferentes tipos de partículas ou células sob demanda. Para expandir a utilidade dos dispositivos microfluídicos, os pesquisadores desenvolveram um filtro que pode alternar livremente entre os modos, como filtragem seletiva e passagem.

Eles criaram o novo filtro usando polimerização de dois fótons, que usa um feixe de laser de femtossegundo para solidificar, ou polimerizar, um material sensível à luz líquido conhecido como fotorresiste. Graças à absorção de dois fótons, a polimerização pode ser feita de maneira muito precisa, permitindo a fabricação de estruturas complexas na escala de mícrons.

Para fazer o microfiltro, os pesquisadores sintetizaram nanopartículas magnéticas e as misturaram com o fotorresiste. A fabricação do microfiltro rotativo exigia que eles otimizassem a densidade de potência do laser, número de pulsos e intervalos de varredura usados ​​para polimerização. Depois de testar suas propriedades magnéticas em uma lâmina de vidro, eles integraram o microfiltro em um dispositivo microfluídico.

Vários modos de filtragem

Para filtrar partículas maiores, um campo magnético perpendicular ao microcanal é aplicado. Depois que o processo de filtragem for concluído, as partículas grandes podem ser liberadas pela aplicação de um campo magnético paralelo ao microcanal, que irá girar o microfiltro em 90 °. O processo de filtragem pode então ser repetido conforme necessário.

Os pesquisadores verificaram o desempenho de filtragem do filtro usando partículas de poliestireno com diâmetros de 8,0 e 2,5 mícrons que foram misturadas em uma solução de álcool. "Ficou claro que as partículas menores do que o tamanho do poro passavam facilmente pelo microfiltro, enquanto as maiores eram filtradas, "disse Chenchu ​​Zhang da Universidade de Ciência e Tecnologia da China." No modo de passagem, quaisquer partículas maiores capturadas pelo filtro foram lavadas com o fluido, que evita o entupimento do filtro e permite a reutilização do microfiltro. "