Mikro Akışkan Teknolojisi

Termo dinamik aldığım dönem ders hocamız araştırma konusunun Afrika'da, hızlı kan testi sonuçları almak için mikro akışkan çipler geliştirmek olduğunu belirtmişti. Biyoteknoloji sektörüne baktığımızda artık mikro akışkan çiplerin dahil olmadığı alan kalmadığını görüyoruz.

Mikro akışkan sektörünün temelleri 1990'ların başında atılmış, mikro teknolojinin gelişmesiyle bugünkü haline gelmiştir. Mühendislik, fizik, kimya, biyoloji, nano teknoloji, tıp ve biyoteknolojiyi bir arada barındıran multidisipliner bir alandır. Mikro akışkan çipleri basitçe anlatmak gerekirse; bir materyalin içerisinde mikro kanallar oluşturarak bu kanallardan belirli hızda biyolojik sıvıların hatta hücre, organizma gibi biyolojik parçacıkların analize hazırlanmasını sağlamaktadır. 

Nano ve mikro akışkan çiplerin temel prensipleri, hedef organizmalardan RNA/DNA ya da hedef organizmalara özgü antijen ve toksin maddelerin saptanmasına yöneliktir. Bu saptama da biyosensörler aracılığıyla gerçekleşmektedir. Biyosensörler analiz edilmesi gereken maddelerin sensöre bağlanarak etkileşime girmesiyle maddelerin varlığını tespit eden ve bu etkileşimi sinyal haline getirebilen dönüştürücü bir cihazdır. Biyolojik sensörlerin tasarımlarında nano malzemelerin kullanımı; sürecin kısa sürede gerçekleşmesine, taşınabilir olmasına ve düşük maliyette işlemler gerçekleştirilmesine olanak sağlar.

Nanosensörlerin en iyi örneği, yüksek derecede florasan özelliğine sahip yarı iletken, nanomektik boyutlardaki kristal kuantum noktalarıdır. Kuantum noktaları uzun dayanma süresine sahip olması ve geniş renk yelpazesine sahip olmasıyla kendi başına da heyecan verici gelişmeler için kullanılan bir nano parçacık haline gelmiştir. Kuantum noktalarının çalışma ilkesi parçacığın büyüklüğüne bağlı olarak ışığın rengindeki değişimdir. (Detaylar için: Kuantum kısıtlama/sınırlandırma etkisi) Fotoğraftan da anlaşılabileceği üzere en küçük noktalar mavi iken büyük noktalar kırmızı renk ışıma yapmaktadır.

Mikro akışkan teknolojisi deney sürelerini kısaltması, küçük bir miktar numunenin yeterli olması ve işlemlerdeki harcamaları düşürmesi sebebiyle sağlık sektörü için büyük bir adım. Özellikle Afrika ülkelerinde HIV ve gıda kaynaklı enfeksiyonların taramalarında eksiklikler bulunmakta ve binlerce insan bu duruma bağlı mağdur olmaktadır. Bu nedenle özellikle az gelişmiş ülkelerde hastalık etkenlerini ve toksinleri tespit etmek için güvenilir, hızlı, taşınabilir bir teknoloji gerekmektedir. Afrika'da sağlık bölgelerine ulaşılabilirliğin düşük olması nedeniyle, her bölgenin kolay ulaşabileceği yerlere böyle bir teknoloji yerleştirilmesi planlandığı için, entegre laboratuvarların (LOC) hem ihtiyaçlara yanıt niteliğinde hem maliyet bakımından uygun olduğu görülmektedir. Az maliyetle bölgelerdeki sağlık hizmetlerinin arttırılması, hızlı test sonucu alabileceğimiz, laboratuvarlar testlerinin tek bir çipte toplandığı bu teknoloji insanlık anlamında da büyük bir önem teşkil ediyor. Araştırmalar gelecek 5 yıl içerisinde bu teknolojinin uygulanmaya başlanması, gerekli testlerin tek bir çiple birkaç dakikada alınabileceği yönünde. 

Daha fazlası için: