В пресс-службе Университета ИТМО сообщили, что феномен был открыт при всестороннем изучении того, как акустические волны взаимодействуют с различными объектами несферической формы
Российские ученые раскрыли ранее неизвестный физический феномен, который влияет на поведение частиц несферической формы, находящихся внутри акустического поля. Это открытие позволит извлекать из проб крови или других биожидкостей клетки точно заданной формы при помощи акустических пинцетов, сообщила пресс-служба Университета ИТМО.
"Исследователи ИТМО открыли новый вид акустической силы - боковую силу отдачи. Открытие объясняет, как именно акустические волны воздействуют на несимметричные объекты сложных форм. Боковая сила отдачи появляется, когда частица наклонена под определенным углом относительно акустических волн и крутящего момента. При определенных условиях крутящий момент становится равен нулю, и в это время несимметричный объект прекращает вращение и стабильно поднимается в акустическом поле", - говорится в сообщении.
Данное открытие было совершено группой физиков под руководством ведущего научного сотрудника Университета ИТМО (Санкт-Петербург) Михаила Петрова при всестороннем изучении того, как акустические волны взаимодействуют с различными объектами несферической формы. Изучение этих процессов важно для дальнейшего улучшения свойств так называемых акустических пинцетов - особых приборов, способных захватывать и перемещать произвольные объекты в биожидкостях при помощи звуковых колебаний.
Существующие акустические пинцеты, как отмечают ученые, адаптированы для работы с небольшими симметричными частицами сферической формы, так как их проще захватывать и удерживать. Российские ученые обнаружили в ходе проведенных ими расчетов ранее неучтенную боковую акустическую силу, которая позволяет использовать эти приборы и для избирательных манипуляций объектами продолговатой формы или с иным устройством.
"Боковая сила отдачи похожа на хождение под парусом. На лодку сбоку налетает ветер, а она движется под некоторым углом по направлению ветра, так как он раздувает паруса. В открытом нами эффекте частицу наверх толкает не ветер, а акустическая волна из динамика. Но при этом боковая сила отдачи заставляет объект не только подниматься, но и закручиваться. Чтобы сделать движение частицы стабильным, мы выяснили, при каких условиях на нее не действует крутящий момент, и она поднимается под постоянным углом наклона", - пояснил Петров, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отметил ученый, с помощью нового метода можно с большей эффективностью выделять из крови или другой жидкости клетки заданной формы - к примеру, продолговатые тромбоциты или сферические лейкоциты. Это позволит проводить более точную диагностику и находить заданные заранее биологические клетки-маркеры в жидкости. Дополнительным плюсом технологии является то, что ее можно интегрировать в готовое устройство, например, в микрофлюидный чип, без полной перестройки уже существующих лабораторных установок.