Вчені з Інституту фізичної хімії та електрохімії РАН і МДУ за допомогою комп'ютерного моделювання виявили, що частинки в мікроканалах можна сортувати за розмірами за допомогою електричного поля. Для цього в каналах повинні бути поглиблення, що створюють поперечні потоки, і зміщуючі частинки в бік від основного потоку залежно від їх розміру. Дослідження опубліковано в журналі.
Мікрофлюїдні пристрої використовуються для різних біологічних, хімічних та інших завдань, у тому числі і для поділу частинок. Нерідко для цього використовуються електрокінетичні явища - рух частинок (електрофорез) або рідини (електроосмос) в каналах і капілярах під дією електричного поля. Але таким чином сортують заряджені частинки, наприклад іони залежно від їх заряду.
Дослідники вирішили використовувати це ж явище для сортування незаряджених частинок за їх розміром. Для цього вони змоделювали мікроканал з рівною верхньою стінкою і поглибленнями на нижній стінці, розташованими під кутом до напрямку каналу. Частинки мали однакову з рідиною щільність, і, отже, нейтральну плавучість, тобто не спливали і не тонули в рідині.
Вчені створювали електричне поле, спрямоване вздовж мікроканалу, за рахунок чого рідина і частинки в ньому починали рухатися. Через те, що поглиблення на дні каналу розташовані під кутом до напрямку поля, в них формувався поперечний потік рідини. Цей потік впливав на частинки і відхиляв їх від напрямку поля. Оскільки величина цього впливу залежить від близькості до поглиблень, більші частинки відхилялися не так сильно, як дрібні. У підсумку, в кінці каналу частинки розподілилися за розміром.
Дослідники вважають, що запропонований метод може використовуватися на практиці при створенні мікрофлюїдних чіпів для поділу різних частинок. Варто зазначити, що в моделюванні не враховувався вплив бічних стінок каналу на потоки рідини, тобто канал вважався нескінченно широким.
Нещодавно вчені з Нідерландів розробили мікрофлюїдний чіп для поділу фрагментів ДНК за розмірами. Він також працює за допомогою електричного поля: крім поздовжнього поля в ньому є змінне поперечне, яке змушує фрагменти відхилятися від початкової траєкторії, причому це відхилення залежить від довжини фрагмента.