O echipă de cercetători de la Institutul de Instrumentar Analitic al Academiei Ruse de Științe și de la Întreprinderea Științifico-Producătoare de Echipamente Fibro-Optice și Laser NPP „VOLO” a prezentat rezultatele unei metode laser de îndepărtare a stratului protector de poliimidă de pe capilarele de cuarț.
Cuprins
Capilarele de cuarț acoperite cu un înveliș protector din poliamidă sunt elemente cheie ale analizatoarelor genetice și ale altor aparate pentru electroforeza capilară. Dar pentru ca acestea să funcționeze eficient, stratul protector trebuie îndepărtat cu grijă din zona de detectare. Oamenii de știință au comparat două metode de curățare – cea tradițională termică (cu ajutorul unui arzător cu gaz) și cea modernă cu laser – și au aflat care dintre ele este mai precisă, mai rapidă și mai sigură.
Foc și risc
Metoda termică este clasică: capilarul este încălzit cu flacăra arzătorului, poliamida se carbonizează, iar resturile sunt îndepărtate mecanic. Dar această abordare are o mulțime de dezavantaje:
- Încălzire neuniformă: temperatura în flacără variază între 580 și 1300 °C, ceea ce poate duce la deformarea cuarțului (acesta începe să „plutească” deja la 1180 °C).
- Defecte: aproximativ 10% din capilare se rup sau prezintă defecte ascunse.
- Toxicitate: la ardere, poliamida eliberează substanțe nocive.
- Lent: curățarea a 100 de capilare durează până la 13 ore!
Revoluția laserului
Oamenii de știință au propus o alternativă: un laser ultraviolet pulsat cu lungimea de undă de 355 nm. Avantajele sale:
- Ablatie rece: laserul evaporă poliimida fără a încălzi cuarțul, deoarece acesta este transparent la radiațiile UV.
- Precizie: fasciculul se focalizează într-un punct cu diametrul de 40 µm, îndepărtând acoperirea fără contact mecanic.
- Viteză: 100 de capilare sunt curățate într-un minut!
- Siguranță: nu există flacără deschisă, vapori toxici, iar operatorul trebuie doar să încarce capilarele în instalație.
Tehnologia laser nu numai că accelerează producția, dar și reduce procentul de defecte la 1%. Acest lucru este esențial pentru producția în serie a liniilor capilare, unde fiecare defect poate afecta precizia analizei ADN. În plus, metoda deschide calea către automatizare — imaginați-vă un robot care curăță mii de capilare într-o oră, fără intervenția omului!
Oamenii de știință intenționează să optimizeze parametrii laserului pentru o precizie și mai mare. Deocamdată, un lucru este clar: viitorul aparține tehnologiilor „reci”, în care laserul înlocuiește focul, iar știința devine mai rapidă și mai sigură.
Un fapt curios: pentru a calcula puterea laserului, oamenii de știință au folosit un model care ia în considerare chiar și disiparea căldurii în cuarț — asta înseamnă să abordezi problema cu rigurozitate științifică!
