Dielektroforēze

Dielektroforēze ir polarizējamu dielektrisku daļiņu kustība šķidrā vidē nehomogēnā elektriskajā laukā. Dielektroforēzes spēks ir atkarīgs no šķidrās vides, daļiņas izmēriem un elektriskajām īpašībām, kā arī elektriskā lauka frekvences. To iespējams izmantot, lai ar zināmām frekvencēm ietekmētu daļiņas ar konkrētu formu un izmēru. Ar dielektroforēzes palīdzību iespējams šķīdumā izdalīt šūnas vai orientēt un manipulēt nanodaļiņas vai nanovadus.

Elektriskajā laukā E uz lādētu daļiņu iedarbojas spēks

$\overrightarrow{F}=q\overrightarrow{E}$

Polarizētas daļiņas (elektriskā dipola) kopējais lādiņš vienāds ar nulli, tāpēc homogēnā elektriskajā laukā uz elektrisko dipolu iedarbosies rotācijas spēks, bet neiedarbosies nekādi translācijas spēki. Nehomogēnā elektriskajā laukā uz elektrisko dipolu iedarbosies arī translācijas spēks. Šķidrā vidē ar absolūto dielektrisko caurlaidību ${\epsilon }_m$ nehomogēnā elektriskajā laukā ar gradientu $\mathrm{\nabla }E$ uz daļiņu ar inducēto dipola momentu $p$ iedarbosies spēks $F_{DEP}=(p\cdot \mathrm{\nabla })E=2\pi {\epsilon }_m{R}^3[CM]\mathrm{\nabla }{E}^2$, kur $[CM]$ ir daļiņas Klauziusa-Mossotti funkcija.

Atkarībā no daļiņas polarizējamības, tā kustēsies vai nu lauka gradienta virzienā (pozitīvā dielektroforēze) vai pretējā virzienā (negatīvā dielektroforēze).

Pielietojumi

Ar dielektroforēzi iespējams manipulēt, pārvietot, atdalīt un sašķirot dažādas daļiņas. Dažādu bioloģisku šūnu dielektriskās īpašības paver iespējas dielektroforēzes pielietošanai medicīnā. Ir, piemēram, izstrādāti instrumenti, kas spējīgi ar dielektroforēzes palīdzību atdalīt vēža šūnas no veselām šūnām.