p Engenheiros mecânicos da Duke University demonstraram um minúsculo redemoinho que pode concentrar nanopartículas usando nada além de som. A inovação pode reunir proteínas e outras estruturas biológicas do sangue, amostras de urina ou saliva para futuros dispositivos de diagnóstico. p O diagnóstico precoce é a chave para o sucesso no tratamento de muitas doenças, mas identificar os primeiros indicadores de um problema costuma ser um desafio. Para escolher os primeiros sinais de alerta, os médicos geralmente devem concentrar proteínas escassas, anticorpos ou outros biomarcadores de pequenas amostras do fluido corporal de um paciente para fornecer um sinal suficiente para a detecção.

p Embora haja muitas maneiras de fazer isso hoje, a maioria é cara, demorado ou muito complicado de levar para o campo, e podem exigir especialistas treinados. Os engenheiros da Duke estão trabalhando para desenvolver um novo dispositivo que resolva esses obstáculos.

p Em um novo estudo, pesquisadores emparelharam um pequeno transdutor acústico a um cilindro de vidro para produzir um redemoinho que pode capturar essas nanopartículas sinalizadoras de doenças em seu vórtice. O sistema mostra uma promessa antecipada para novos dispositivos de diagnóstico porque é compacto, barato, baixa energia e não altera as propriedades das partículas encurraladas.

p Os resultados aparecem online em 25 de janeiro, 2017, no jornal American Chemical Society Nano .

p "O diagnóstico afeta cerca de 70 por cento das decisões de saúde, "disse Tony Huang, professor de engenharia mecânica e ciência dos materiais na Duke. “Se pudermos melhorar a qualidade do diagnóstico e ao mesmo tempo reduzir seus custos, então podemos melhorar tremendamente todo o sistema de saúde. "

p A nova tecnologia depende do cálculo e da manipulação dos efeitos das duas forças associadas às ondas sonoras - radiação acústica e streaming acústico. Se você já soprou ar no topo de uma garrafa para criar um tom, então você está familiarizado com o último. O streaming acústico é o mesmo fenômeno, mas ao contrário, onde um corpo vibratório induz um fluido a fluir.

p A radiação acústica também é fácil de visualizar - basta pensar em qualquer desenho animado em que um alto-falante gigante derrube alguém do chão. Embora seja improvável que esse cenário ocorra sem matar alguém, o som nada mais é do que uma onda de pressão viajante, e empurra tudo o que encontra. Dispositivos já usaram esse fenômeno para concentrar partículas antes, mas não fornece força suficiente por conta própria uma vez que as partículas caem para a nanoescala.

p No novo dispositivo, um pequeno, Transdutor acústico de 5 volts cria uma onda sonora estacionária voltada para um longo frasco de vidro fino. Como o frasco é perpendicular à onda sonora, e porque a equipe de Huang ajustou precisamente os dois entre si, as vibrações no vidro criam um vórtice permanente ao longo do eixo do frasco. O redemoinho suga quaisquer partículas suspensas no líquido de teste - como aquelas extraídas de amostras de sangue ou urina - enquanto a radiação acústica as mantém lá.

p No estudo, marcadores fluorescentes ajudam a tornar as nanopartículas suspensas mais visíveis. Mas em um dispositivo de diagnóstico real, Huang diz que não seria necessário.

p "Meu objetivo é criar um pequeno dispositivo de diagnóstico do tamanho de um telefone celular que pode separar biomarcadores de amostras de forma autônoma, "disse Huang." Com esta tecnologia de vórtice, os biomarcadores poderiam então ser concentrados o suficiente para ver com uma câmera simples como as encontradas nos telefones celulares de hoje. "

p Huang agora planeja trabalhar em outros componentes de tal dispositivo, e colaborar com cientistas da Duke Health para testar a nova tecnologia de vórtice no diagnóstico de doenças.