Dielektroforeesi

Dielektroforeesi on sähkökemiallinen ilmiö, jossa dielektrisiä hiukkasia tai soluja siirretään sähkökentän vaikutuksesta. Ilmiö perustuu siihen, että dielektrisissä aineissa sähkökenttä aiheuttaa dipolien muodostumista tai polarisaatiota, mikä johtaa voiman syntymiseen hiukkasissa. Dielektroforeesi eroaa elektroforeesista, jossa varautuneet hiukkaset liikkuvat sähkökentän vaikutuksesta, sillä dielektroforeesissa hiukkaset eivät tarvitse sähkövarauksia liikkeelle lähtemiseen.

Dielektroforeesia voidaan käyttää erilaisissa sovelluksissa, kuten bioanalyyttisissä menetelmissä, mikrosysteemeissä ja materiaalitekniikassa. Esimerkiksi solubiologian tutkimuksessa dielektroforeesia käytetään solujen erottamiseen ja manipuloimiseen. Voima, joka vaikuttaa hiukkasiin, riippuu hiukkasen dielektrisistä ominaisuuksista, ympäristön dielektrisestä ominaisuudesta ja sähkökentän voimakkuudesta. Voima voidaan laskea Claussin teorian avulla, joka ottaa huomioon näiden tekijöiden vaikutuksen.

Dielektroforeesia voidaan luokitella useisiin eri tyyppeihin, kuten AC-dielektroforeesi (ACDEP) ja DC-dielektroforeesi (DCDEP), riippuen siitä, käytetäänkö vaihtovirtaa vai tasavirtaa. AC-dielektroforeesi on yleensä pehmeämpi ja soveltuu herkempien solujen käsittelyyn, kun taas DC-dielektroforeesi voi olla voimakkaampi ja aiheuttaa enemmän lämpöä. Dielektroforeesia voidaan myös hyödyntää mikrofluidisissa laitteissa, joissa se mahdollistaa tehokkaan nesteiden ja hiukkasten manipuloinnin pienissä kanavissa.

Dielektroforeesin sovellukset ulottuvat myös materiaalitekniikkaan, kuten nano- ja mikropartikkeleiden käsittelyyn sekä biomolekyylien erottamiseen. Tekniikka on myös tärkeä mikroelektroniikan ja optisen materiaalin valmistuksessa, missä se auttaa hallitsemaan aineiden jakautumista ja keräämistä. Dielektroforeesia tutkitaan aktiivisesti myös uusien diagnostisten ja terapeuttisten menetelmien kehittämiseksi lääketieteessä.