FKMTF Indonesia

Acoustic Tweezers: Mengendalikan Benda Menggunakan Gelombang Suara

Acoustic tweezers merupakan teknik pembuatan pola aktif yang memanfaatkan gelombang akustik permukaan berdiri (Standing Surface Acoustic Wave, SSAW) untuk memanipulasi pola sel dan partikel mikro. Teknik ini mampu membuat pola sel dan partikel mikro bagaimanapun bentuk, ukuran, muatan, maupun polaritasnya. Intensitas dayanya sekitar 5 x 105 kali lebih rendah dari optical tweezers, lebih baik dibandingkan dengan metode pemodelan aktif lainnya.

Dalam pengaplikasiannya, selain digunakan untuk memanipulasi pola pada sel, acoustic tweezers dapat mengendalikan posisi, rotasi, serta pergerakan sel dan organisme dalam skala 3-Dimensi. Selain itu, acoustic tweezers dapat digunakan untuk mengendalikan benda dengan pengaturan gelombang suara tertentu.

Pengendalian benda dengan menggunakan acoustic tweezers ini pada awalnya merupakan pengembangan dari pengendalian benda menggunakan optical tweezers. Dengan menggunakan acoustic tweezers, pengendalian benda menjadi lebih fleksibel dikarenakan penggunaan gelombang suara yang tidak dipengaruhi baik dari segi optik, elektrik, maupun magnetik.

Gambar 1. Struktur perangkat dan mekanisme kerja dari acoustic tweezers

Gelombang akustik dibangkitkan menggunakan elektroda yang terbuat dari emas setebal 25-50 mikrometer atau sepersejuta meter yang disimpan pada kristal lithium niobate (material yang mengubah listrik menjadi getaran). Desain dari elektroda memungkinkan dihasilkannya berbagai frekuensi suara dengan kristal.

Generator suara diposisikan di sekitar keping persegi dari karet silikon berukuran 2,5 milimeter di setiap sisi. Dengan perlahan mengatur frekuensi yang digunakan, operator dapat memaksa benda-benda yang berada di dalam area dimana gelombang akustik terjadi overlap.

Dibandingkan dengan optical tweezers, acoustic tweezers dapat diintegrasikan ke dalam chip tanpa komponen laser atau optik yang mahal dan besar. Acoustic tweezers juga dapat memanipulasi hingga puluhan ribu objek secara bersamaan, serta secara signifikan lebih aman bagi organisme hidup karena power density yang diberikan pada benda sebesar 10 juta kali lebih rendah dibandingkan optical tweezers.

Dengan keuntungan dan kemudahan dalam penggunaannya, acoustic tweezers merupakan perangkat yang menjanjikan untuk berbagai aplikasi dalam bidang biologi, kimia, dan ilmu material. Salah satu pengaplikasian acoustic tweezers adalah dapat melihat bagaimana sel merespons lingkungan yang berubah dengan memindahkannya dari satu pengaturan ke pengaturan lainnya.

 

Daftar Pustaka

  1. Xiaoyun Ding, Sz-Chin Steven Lin, Brian Kiraly, Hongjun Yue, Sixing Li, Jinjie Shi, Stephen J. Benkovic,* and Tony Jun Huang,* On-Chip Manipulation of Single Microparticles, Cells, and Organisms Using Surface Acoustic WavesProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), Vol. 109, pp. 11105-11109, 2012.
  2. Acoustofluidics Lab: Acoustic Tweezers” diakses pada 11 April pukul 12.35
  3. Acoustic Tweezers Use Sound Waves to Control Items” diakses pada 13 April pukul 12.00
  4. Researchers Use Sound to Make a Range of Objects Float for the First Time” diakses pada 11 April pukul 12.00

Add comment