Lab-on-chip-tests sneller met magnetische deeltjes

Promovenda Sophia E. Shanko, winnaar van FameLab TU Eindhoven 2020, heeft onderzocht hoe diagnostische lab-on-chip-tests kunnen worden versneld met magnetische korrels.

Trefwoorden: #FameLab, #lab-on-chip, #magnetische korrels, #Sophia E. Shanko, #test, #TU Eindhoven

Lees verder

research

( Foto: screen YouTube - TU Eindhoven )

ENGINEERINGNET.BE - Veel nieuwe en innovatieve testapparaten maken gebruik van lab-on-chip-technologie. Deze apparaten hebben veel voordelen, zoals een breed toepassingsgebied, kleine afmetingen en snelle analysemogelijkheden.

In de apparaten wordt een monster gemengd met een vloeistof die detectiemoleculen bevat die aan het doelmolecuul binden. Als het doelmolecuul aanwezig is, genereert binding met het detectiemolecuul een signaal, zoals licht.

"Het bindingsproces moet snel en nauwkeurig zijn. Dat kan je bereiken door ervoor te zorgen dat de detectiemoleculen zo snel mogelijk met het testmonster mengen", zegt Shanko.

"Door de zeer kleine afmetingen van lab-on-chip technologieën is mengen alleen mogelijk door moleculaire diffusie. Dit is een tijdrovend proces."

In haar onderzoek maakte Shanko gebruik van magnetische krachten om de moleculaire diffusie te versnellen, en zo de kans op optimale binding van doelmoleculen te vergroten.

"Het mengen van magnetische deeltjes met de testmonsters en detectormoleculen heeft veel voordelen. We kunnen de beweging van deze deeltjes controleren met behulp van externe magnetische velden, zonder dat dit de detectieprestaties nadelig beïnvloedt."

De sterkte en de frequentie van het externe magneetveld zijn bepalend voor de manier waarop de microkorrels in de vloeistof bewegen, wat op zijn beurt de menging beïnvloedt.

Shanko: "Er is een 'sweet spot' voor de parameters die het magnetisch veld regelen, waar de microkorrels bewegen in patronen die lijken op het zwermen van vogels. Het mengen van de korrels met het testmonster leidt dan tot een snellere binding tussen het antilichaam en de detectiemoleculen."

Ook keek Shanko naar de opname van magnetische klepjes, die aan de lab-on-chip-apparaten waren bevestigd en die worden aangestuurd met behulp van een extern magnetische veld. "De microklepjes verbeteren het mengen van de detectiemoleculen in het monster, maar verdere experimenten zijn nodig om hun effect beter te begrijpen."