Bacteriën leren linedancen op een chip (video)

Onderzoekers van het Mesa+ Instituut voor Nanotechnologie van de UT hebben hiervan, samen met collega’s van het Korean Institute of Science and Technology, een video gemaakt en daarmee de ‘MicroTAS Video Award’ gewonnen.

De toepassing van magnetisch bestuurbare bacteriën of deeltjes is interessant in bijvoorbeeld microfluidics: via een extern magneetveld is het deeltje precies op de plek af te leveren waar het zijn werk moet doen. Toch is het besturen van de bacteriën minder eenvoudig dan het lijkt, bijvoorbeeld doordat de magneten oververhit raakten. De onderzoekers van Mesa+ en Kist hebben een speciale transparante chip gemaakt met kanaaltjes die 5 micrometer diep zijn. Op deze manier kunnen ze het gedrag van de bacteriën, in een tweedimensionaal vlak, goed volgen onder de microscoop. De kanalen bieden genoeg bewegingsvrijheid.

Groot veld, krappe bocht

Hoe groter het magneetveld, hoe minder wijd de bocht is die de bacteriën maken. De onderzoekers laten dit zien door de afstand tussen chip en magneet te variëren: de sterkte van het magneetveld verandert dan mee. Bij kleine magneetvelden maken de bacteriën een duidelijke bocht, bij grotere magneetvelden lijken ze meteen 180 graden om te keren. In deze experimenten was het eerder genoemde probleem van oververhitting niet aan de orde, omdat gebruik is gemaakt van permanente magneten in plaats van elektromagneten.

Prijswinnende video

Met de ludieke video die de onderzoekers hebben gemaakt over dit onderwerp, vielen zij in de prijzen: zij wonnen hiermee de pas ingestelde MicroTAS Video Award. MicroTAS is de afkorting voor ‘micro total analysis system’: een compleet chemisch laboratorium op een chip.

Het onderzoek is uitgevoerd door de groep Transducers Science and Technology (Mesa+) samen met de Europese vestiging van het Korean Institute of Science and Technology. De video is bij Kist in Saarbrücken opgenomen. 

Het paper ‘Magnetic manipulation of bacteria in microfluidics’ door Marc Pichel, Tijmen Hageman, Matthias Altmeyer, Leon Abelmann en Andreas Manz, is gepresenteerd tijdens de 18e International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences in San Antonio.