Katalytische afbraak kan deeltjes in één richting door een microreactor trekken. Waarbij het niet de deeltjes zelf zijn die worden afgebroken, blijkt uit een Amerikaanse publicatie in Nature Communications.

Het pompsysteem is vooral bedoeld voor analytische assays, met deeltjes met een actieve coating die bijvoorbeeld eiwitten opvangt. Om te detecteren of ze iets hebben gevangen, wil je die deeltjes het liefste concentreren boven een sensor of een andere vorm van detectie.

Het idee is nu dat je die deeltjes opvangt in een vloeistofkanaal. Over de hele lengte van de bodem van dat kanaal breng je de katalysator aan. Aan één uiteinde zit een gel waaruit een stof vrijkomt die de dichtheid van de vloeistof in het kanaal verhoogt. Onder invloed van de kat wordt die stof ontleed dus hoe verder je van de toevoer bent, hoe lager de dichtheid wordt.

Die dichtheidsgradiënt leidt weer tot een convectieve stroming. Onderin stroomt de vloeistof weg van de gel, waarna ze via het oppervlak weer terugkeert. De relatief zware microdeeltjes worden meegesleurd en hopen zich op aan het uiteinde van het kanaal. Daar zit de sensor.

Het betekent dat je de deeltjes niet speciaal hoeft te ontwerpen om te reageren op een elektrisch of magnetisch veld, en dat je ook geen externe pomp nodig hebt die waarschijnlijk een stuk minder subtiel te werk gaat en mogelijk de coating beschadigt.

Om het microkanaal opnieuw te kunnen gebruiken, hoef je alleen maar de gel bij te vullen.

Anna Balazs en collega’s van de universiteit van Pittsburgh simuleerden het effect op de computer, waarna de groep van Ayusman Sen (Penn State University) het experimenteel uitprobeerde. Het lukte met twee totaal verschillende stoffen in de gel: waterstofperoxide dat werd ontleed door platinastrips op de bodem van het kanaal, en ureum dat werd ontleed door het enzym urease. In de praktijk zul je een systeem moeten uitzoeken dat de deeltjes ongemoeid laat, maar dat zou dus niet zo’n probleem hoeven te zijn.

bron: University of Pittsburgh