نمایشگاه  یک هنرمند از تراشه حذف نانوذرات توسعه یافته توسط محققان در آزمایشگاه پروفسور مایکل هلر در مدرسه مهندسی جیکوبز UC سن دیگو

 

توضیح شکل:

یک میدان الکتریکی نوسان ( کمان بنفش) نانوذرات انتقال دارو ( حوزه زرد ) را از خون ( حوزه های قرمز ) جدا می کند و آن ها را به سمت حلقه اطراف الکترودهای تراشه می کشد.

تصویر به عنوان پوشش داخل از این موضوع در اکتبر ۱۴ از مطالب مجله small به صورت برجسته نشان داده شده است. اعتبار: استوارت ایبسن و استیون ایبسن.

مهندسان در دانشگاه کالیفرنیا ، سن دیه گو به تکنولوژی جدیدی دست یافته اند که با استفاده از یک میدان الکتریکی نوسانی به راحتی و به سرعت نانوذرات انتقال دارو را از خون جدا می کنند.این فناوری می تواند به عنوان یک ابزار عمومی برای جدا کردن و بازیابی نانوذرات از سایر مایعات پیچیده برای کاربردهای پزشکی ، زیست محیطی، و کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.

نانوذرات، که به طور کلی یک هزار بار کوچکتر از عرض یک تار موی انسان هستند، با توجه به اندازه کوچک و تراکم کم خود  به سختی از پلاسما ، جزء مایع خون ، جدا می شوندرروش های سنتی به حذف ذرات از نمونه های پلاسما به طور معمول شامل رقیق سازی پلاسما، اضافه کردن یک محلول شکر با غلظت بالا به پلاسما و چرخش آن در یک سانتریفیوژ ، و یا اتصال عامل هدف به سطح نانوذرات است.این روش یا رفتار طبیعی نانوذرات را تغییر می دهد یا برای برخی از رایج ترین انواع نانوذرات اعمال نمی شود.

“این اولین نمونه از طیف گسترده ای از نانو ذرات جدا از پلاسما با حداقل مقدار دستکاری است” ( استوارت ایبسن ، فوق دکترا در گروه مهندسی نانو در دانشگاه سن دیگو و نویسنده اول این مطالعه  )

“ما یک روش بسیار متنوع طراحی کرده ایم که می تواند برای بازیابی نانوذرات در بسیاری از فرآیندهای مختلف مورد استفاده قرار بگیرد. “

این فن آوری جدید جدایی نانوذرات، محققان  و به ویژه کسانی که به طراحی و مطالعه نانوذرات انتقال دارو برای درمان  بیماری می پردازند  را قادر خواهد ساخت که  نظارت بهتری بر روی چگونگی  نانوذرات در حال گردش در جریان خون بیمار داشته باشند.

یکی از پرسش هایی که محققان با آن مواجه هستند این  است که چگونه پروتئین های خون به سطوح نانوذرات انتقال دارومتصل می شوند  و اثر آن ها را کم می کنند. محققان همچنین می توانند از این تکنولوژی در کلینیک برای تعیین اینکه آیا مواد شیمیایی خون یک بیمار خاص سازگار با سطوح نانوذرات تحویل داروی خاص است یا نه استفاده کنند.

“ما علاقه مند بودیم که یک راه سریع و آسان برای خارج کردن  این نانوذرات از پلاسما پیدا کنیم تا بتوانیم دریابیم که بر روی سطوح چه اتفاقی می افتد و آن ها را برای اینکه به طور موثر تری در خون فعالیت کنند مجددا طراحی کنیم” (مایکل هلر ، استاد مهندسی نانو در دانشگاه سن دیه گو دانشکده مهندسی جاکوبز و نویسنده ارشد این مطالعه).

تراشه حذف نانوذرات در کنار یک سکه برای مقایسه. اعتبار: مدرسه مهندسی جیکوبز / UC سن دیگو

 

دستگاه مورد استفاده برای منزوی کردن نانوذرات انتقال دارو است. یک تراشه الکتریکی به اندازه سکه است که  بر اساس دینامیک بیولوژیکی ،ساخته شده است که مجوز تکنولوژی اصلی آن رادانشگاه UC سن دیگو دارا می  باشد.

این تراشه شامل صدها الکترود بسیار کوچک است که با تولید یک میدان الکتریکی به سرعت نوسان می کند  و به صورت انتخابی نانوذرات از یک نمونه پلاسما را به بیرون می کشد. محققان یک قطره از پلاسما با نانوذرات را در داخل تراشه الکتریکی قرار داده و بازیابی نانوذرات در ۷ دقیقه را نشان دادند.این فن آوری روی انواع مختلف نانوذرات انتقال دارو که به طور معمول در آزمایشگاه های مختلف مورد مطالعه قرارگرفته عمل کرده است.دستیابی به موفقیت دراین فن آوری نیازمند  طراحی یک تراشه است که بتواند در غلظت بالای نمک پلاسمای خون کار کند. توانایی این تراشه در خارج ساختن نانوذرات از پلاسما بر اساس تفاوت در خواص مواد بین نانوذرات و اجزای پلاسما است. وقتی که توسط الکترودهای این تراشه یک میدان الکتریکی نوسان کننده اعمال می شود، بارهای مثبت و منفی در داخل نانوذرات جهت خود را در سرعت های مختلف نسبت به بارهای اطراف پلاسما  تغییر می دهند. این عدم تعادل لحظه ای بارها،  یک نیروی جاذبه بین نانوذرات و الکترودها ایجاد می کند.به عنوان میدان الکتریکی نوسان کننده ، نانوذرات به طور مستمر به سمت الکترودها کشیده شده و از بقیه پلاسما خارج می شود. همچنین، میدان الکتریکی برای نوسان در فرکانس مناسب : ۱۵۰۰۰ بار در ثانیه طراحی شده است.

“این شگفت انگیز است که این روش بدون هیچ گونه تغییرات در نمونه های پلاسما و یا نانوذرات عمل می کند ” (ایبسن)

راه اندازی آزمایشی تراشه. اعتبار: مدرسه جیکوبز مهندسی / UC سن دیگو

 

” بازیابی تحویل نانوذرات حامل دارو از پلاسمای انسانی با استفاده از فناوری بسترهای الکتروسینتیک “ (Stuart Ibsen, Avery Sonnenberg, Carolyn Schutt, Rajesh Mukthavaram, Yasan Yeh, Inanc Ortac, Sareh Manouchehri, Santosh Kesari, Sadik Esener, and Michael J. Heller.)

این مقاله در ۱۴ اکتبر ۲۰۱۵ از مجله small منتشر شد. onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201570233/full

http://phys.org/news/2015-11-electric-fields-nanoparticles-blood-ease.html#jCp

ترجمه توسط” نانو یی ها “