שיטה חדשה להכנת אלקטרודות

חוקרים מאוניברסיטת צפון קרוליינה פיתחו שיטה מהירה ופשוטה יותר להכנת מיקרו-אלקטרודות המשמשות בהתקני מיקרו-זרימה ע"י מתכת נוזלית. ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי Lab on a Chip

חוקרים מאוניברסיטת צפון קרוליינה פיתחו שיטה מהירה ופשוטה יותר להכנת מיקרו-אלקטרודות המשמשות בהתקני מיקרו-זרימה ע"י מתכת נוזלית. התקני מיקרו-זרימה מנצלים כמויות קטנות של נוזל והם בעלי מגוון רחב של יישומים, החל מבדיקת דגימות דם קטנטנות ועד ביצוע מחקר כימי מתקדם.

"אנו מקווים כי באמצעות ייעול השילוב של אלקטרודות בתוככי התקני מיקרו-זרימה נוכל לסייע בפיתוח ובמחקר של טכנולוגיות חדשות המנצלות את ההתקנים הללו ככלים ביו-רפואיים," אומר ד"ר Michael Dickey, פרופסור להנדסה כימית וביו-מולקולארית באוניברסיטת צפון קרוליינה.
באופן רגיל, התקני מיקרו-זרימה מכילים אלקטרודות מתכת מוצקה המשמשות כחיישנים, משאבות וגלאים. אולם, אלקטרודות מוצקות אלו עלולות להיות בעייתיות מאחר והן חייבות להיות מותאמות פיסית לתעלה העוברת בתוככי ההתקן. התעלה משמשת כנקודת המוצא של הנוזל המועבר בהתקן. ההתאמה הפיסית של האלקטרודות מאתגרת מאוד מאחר והקוטר שלהן זעיר במיוחד – עשרות או מאות מיקרונים בלבד, כגודלה של התעלה עצמה.
צוות המחקר התמודד עם פתרון בעיה זו באמצעות עיצוב התקני מיקרו-זרימה המכילים שלוש תעלות, כאשר התעלה האמצעית מופרדת משתי התעלות האחרות ע"י סדרה של נקודות הקרובות זו לזו. החוקרים הכינו את שתי התעלות החיצוניות באמצעות הזרקת סגסוגת מתכת נוזלית המורכבת מהמתכות גאליום ואינדיום. הסגסוגת ממלאת את התעלות החיצוניות במלואן, אולם היא גם יוצרת שכבה מחומצנת אשר מרחיבה את המרווח שבין הנקודות ומאפשרת בכך קבלת תעלה אמצעית ריקה שדרכה זורמים הנוזלים השונים.
"גישה זו מאפשרת לקבל אלקטרודות מסודרות באופן מדויק במיוחד בשלב יחיד," מציין החוקר. "התעלות נבנות בתוך ההתקן וכך ניתן להתאים את האלקטרודות מראש – אנו גורמים למתכת להגיע בדיוק למקום הרצוי לנו. משמעות הדבר הינה הכנה מהירה וקלה יותר של התקנים אלו."
בנוסף, הגישה מספקת אפשרות להכין אלקטרודות בתצורות שימושיות שלא ניתן היה לקבלן בשיטות הקודמות, או שהדבר היה כרוך במאמץ ניכר. זאת ניתן לביצוע ע"י שינוי צורת התעלות שתיווצר באמצעות המתכת הנוזלית. תצורות אלו תוכלנה לקיים שדות חשמליים אחידים יותר שישמשו בטיפול בנוזלים ובחלקיקים. ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי Lab on a Chip.