Mikroakışkan çipler, zorlu çevresel şartlarda, laboratuvar cihazları ile benzer verim ve doğrulukta deneysel analiz yapılması için kullanılabilecek en uygun teknolojidir.

   Günümüzde mikroakışkan bir-çip-lab aygıtlarının en çok tercih edildiği konular; yüksek çıktılı “omiks bilimleri” analizleri, doku benzetim çipleri, sahada çalışır biyosensörler ve nanopartikül akış sentezidir. Mikroakışkan aygıt kullanım amaçlarına göre çeşitli polimer ve metal malzemeler içerisine 100um ve daha küçük boyutlarda kanallar açılarak üretilir.

   Kutup çalışmalarında araştırmacıların deneysel planları için önemli limitler; laboratuvarlarından mesafe olarak uzaklık, lojistik imkansızlıklar, kutup istasyonu bölgesindeki hava sıcaklığı değerleri, ulaşılmak istenen deniz derinliği ve hedeflenen biyolojik/kimyasal örneğin hassasiyeti ile kütlesidir. Örneğin; araştırma çalışmasında hedef biyolojik/kimyasal örnek çok hassas olup merkez laboratuvara transfer edilemiyorsa, yeterli bir araştırma için binlerce örneğin küçük hacimlerde analiz edilmesi ve bunun sonuçlarına göre ilave örneklerin alınması gerekiyorsa veya örnek doğrudan alınamayacak kadar zorlu koşullarda iken uzun süreli toplama işlemi ihtiyacı bulunuyorsa mikroakışkan bir-çip-lab teknolojisi ile çözüm bulunabilir.

   Deniz derinliklerindeki özel mikroorganizmaların sayımı ve görüntülenerek uzaktan raporlanması için denizaltına daldırılabilen bir akış sitometrisi cihazı mikroakışkan kanallar ve entegre optik algılayıcılar ve mikro-pompalar ile üretilebilir.

   Deniz örneklemlerine farklı bir bakış açısı olarak, mikroorganizmalar transfer edildikleri laboratuvarlarda farklı davranış sergileyebileceklerinden, kendi yaşam alanlarındaki metabolik davranışları mikro-sensör ve mikro-reaktörler ile takip edilebilir.

   Bakteri örneklerinden mikro-kanal içerisinde kültür edilip biyofilm oluşturmaları sağlandıktan sonra detaylı analiz için ya en iyisi seçilip tekrar örneklenebilir ya da mikro-kanalda biyofilm olarak transfer edilebilir.

   Antarktika toprak ve buz örneklerindeki yeni mikroorganizma keşifleri için saha da çalışacak mikroakışkan qPCR aygıtları ile yeni genetik dizi taramaları yapılarak bilinmeyen sayıda örneklerin taşınması ve sahada daha hızlı örneğin genetik taraması sağlanabilir.

   Kutup istasyonuna araştırma amaçlı götürülen cihazlar, minyatürize teknikler kullanılarak, küçültülebilir ve doğruluk değerleri korunarak güç ihtiyacı azaltılıp, taşınımı ve kullanımı kolaylaştırılabilir.

   Otonom araçların da yaygınlaşması ile kutup istasyonu bölgesinde ve insanların ulaşmasının mümkün olmadığı bölgelerde, sürekli çalışabilecek biyosensörler ve kimyasal sensörler taşıyan araçlarda mikroakışkan çipler kullanılabilir.

   Mikroakışkan bir-çip-lab aygıtları, bir çok limitleyici etkenin bir arada bulunduğu Antarktika Türk Bilimsel Araştırma Kampındaki bir çok deneysel ihtiyaca çözüm oluşturabilecek bir teknolojidir. Önceki keşif seferlerine katılan araştırmacılarımız tarafından anlaşılan ihtiyaçlara göre minyatürize aygıtların geliştirilmesinde ülkemizin gerekli altyapısı ve uzman bilim insanları bulunmaktadır.

---

Kaynaklar:

4. Ulusal Kutup Bilimleri Çalıştayı, 22 Ekim 2020

---