Virtauskammiot

Virtauskammio on laite, jossa nesteen virtausta hallitaan tarkasti kanavassa tai pintamateriaalin yli. Sillä voidaan tutkia laminaarisen virtauksen aiheuttamia vuorovaikutuksia solujen, proteiinien tai mikrobien kanssa sekä kontrolloida reaktiotilanteita mikrofluidiikkaympäristössä. Virtauskammioita käytetään laajasti biolääketieteellisissä ja mikrofysiikan tutkimuksissa sekä organ-on-a-chip -teknologioissa.

Rakenne ja toimintaperiaate: Kammio muodostuu yleensä kahden litteän levyn väliin jäävästä kanavasta, jonka materiaali on lasi, muovi tai PDMS. Kanava voidaan valmistaa erilaisista geometrioista, kuten parallelletta-levyä tai mikrokirjastettua kanavaa käyttäen. Neste syötetään sisääntulon kautta ja poistetaan ulostulon kautta, usein pumppujen avulla. Kanavan geometria ja virtausarvo määrittävät seinämän päälle syntyvän leikkausjännityksen, mikä vaikuttaa näytteiden vuorovaikutuksiin.

Tyypit: Yleisimmät ovat parallellilevyvirtauskammio ja mikrofluidiikkakanavapohjaiset järjestelmät. Ne voivat olla kertakäyttöisiä tai uudelleen käytettäviä, ja niissä voidaan yhdistää sekä mikroskoopillinen havainnointi että erilaisia havaintotekniikoita.

Sovellukset: Käytetään muun muassa leukosyyttien ja endoteelin vuorovaikutusten tutkimuksessa, verihiutaleiden toiminnan tarkkailussa, biofilmien tutkimuksessa sekä organ-on-a-chip -laitteissa, joissa solut altistuvat kontrolloidulle virtauskuormitukselle.

Edut ja rajoitukset: Virtauskammio mahdollistaa tarkan virtaustason ja reaaliaikaisen mikroskooppisen havainnoinnin pienissä tilavuuksissa. Haasteita ovat ilmakuplien hallinta, kanavien toleranssit valmistuksessa sekä standardoinnin ja toistettavuuden varmistaminen.