Electromanipulation
الیکٹرو منیپولیشن ایک مائیکرو میٹریل تجزیہ کا طریقہ ہے جو زیادہ تر حیاتیاتی خلیوں کی ہیرا پھیری کے لیے استعمال ہوتا ہے جو متنوع برقی شعبوں کی خصوصیات کا استعمال کرتا ہے۔ نینو ٹیکنالوجی میں نینو میٹریل اتنے چھوٹے ہوتے ہیں کہ ان میں شاید ہی براہ راست میکانکی طور پر ہیرا پھیری کی جا سکتی ہے۔ لہذا، ان پر برقی فیلڈز کا اطلاق فیلڈ سے چلنے والی حرکات یا خرابیاں پیدا کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ یہ ایک حال ہی میں تیار کردہ ٹیکنالوجی ہے اور اب بھی وسیع تر ایپلی کیشنز کے عمل میں ہے۔ الیکٹران منیپولیشن کی اقسام میں ڈائی الیکٹروفورسس، الیکٹرو گردش، الیکٹرو ڈیفارمیشن، الیکٹرو رکاوٹ، الیکٹرو تباہی، الیکٹرو کارپوریشن، اور الیکٹرو فیوژن شامل ہیں۔ مختلف برقی فیلڈز بشمول اے سی (الٹرنیٹنگ کرنٹ)، ڈی سی (ڈائریکٹ کرنٹ)، اور پلسڈ (بہت کم مدت میں اعلی توانائی کے اخراج فراہم کرنے والے) برقی فیلڈز کا استعمال کرتے ہوئے متنوع الیکٹرو منیپولیشن حاصل کیے جاتے ہیں۔ خلیوں کا الیکٹرو منیپولیشن خلیوں اور آلات کے ڈھانچوں کے درمیان کم سے کم مکینیکل رابطے کے ساتھ متنوع خلیوں میں ہیرا پھیری کی اجازت دیتا ہے۔ اگرچہ بنیادی طور پر خلیوں میں استعمال ہوتا ہے، ایلکٹرو منیپولیشن دیگر سائنسی شعبوں جیسے ہائبرڈوما ٹیکنالوجی اور نینو الیکٹرانک آلات کی ترقی میں بھی معاون ہے۔ الیکٹرو منیپولیشن کی اقسام الیکٹرو منیپولیشن کی سات قسمیں ہیں، کچھ مقصد اور فنکشن میں بالکل مختلف ہیں جبکہ کچھ قریب سے متعلق ہیں۔ سب سے زیادہ ترقی یافتہ اور عام قسم ڈائی الیکٹروفورسس ہے۔ مائیکرو میٹریلز کی مختلف ہیرا پھیری سات الیکٹرو منیپولیشن میں سے ایک یا کئی کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کی جا سکتی ہے۔ مخصوص اقسام کے لیے بعض اوقات مختلف برقی میدانوں یا حالات کی ضرورت ہوتی ہے۔ ڈائی الیکٹروفورسس (ڈی ای پی) برقی میدان کا اطلاق: ڈی سی یا اے سی ارتعاش (زیادہ تر معاملات) مقصد: نقل مکانی کی حالت: کم برقی چالکتا کا معطلی میڈیا ؛ مقامی طور پر غیر یکساں برقی میدان نظریہ: ڈی ای پی قوت خلیوں کی تفریق پولرائزیشن اور ان کے معطل کرنے والے میڈیم سے پیدا ہوتی ہے۔ ڈی ای پی قوت کی دو قسمیں ہیں، مثبت ڈی ای پی (پی ڈی ای پی) اور منفی ڈی ای پی (این ڈی ای پی)۔ پی ڈی ای پی غیر یکساں برقی میدان کے مضبوط علاقوں کی طرف اشارہ کرتا ہے جبکہ این ڈی ای پی غیر یکساں برقی میدان کے کمزور علاقوں کی طرف اشارہ کرتا ہے۔ ڈی ای پی کا اطلاق کرتے وقت زندہ خلیات کو جلدی سے الیکٹروڈ کے کنارے کی طرف راغب کیا جا سکتا ہے، اس طرح زندہ خلیات اور مردہ خلیات کو الگ کیا جا سکتا ہے۔ خلیوں کی ڈائی الیکٹرک خصوصیات کا تجزیہ خلیوں کے ڈی ای پی سپیکٹر کی پیمائش کا استعمال کرتے ہوئے کیا جا سکتا ہے۔ برقی گردش (ای آر) برقی میدان کا اطلاق: اے سی ارتعاش کا مقصد: گردش کی حالت: کم برقی چالکتا کا معطلی میڈیا ؛ تعدد تقریبا کراس اوور تعدد ہے (ڈی ای پی فورس نہ ہونے کے برابر ہے) نظریہ: ای آر ارتعاش برقی میدان کی تعدد کو تبدیل کرکے غیر کروی خلیوں کی صف بندی کو تبدیل کرتا ہے۔ الیکٹرو ڈیفارمیشن (ای ڈی) الیکٹرک فیلڈ کا اطلاق: اے سی ارتعاش کا مقصد: اخترتی ؛ خلیوں کی وسکولاسٹک اور پاور لا خصوصیات کا موازنہ کریں حالت: کم برقی چالکتا تھیوری کا معطلی میڈیا: ای ڈی ان خلیوں کو کنٹرول کرتا ہے اور خراب کرتا ہے جو الیکٹروڈ کے کنارے کی طرف راغب ہوتے ہیں (ڈی ای پی کے ذریعے) اے سی کے ممکنہ برقی خلل کو بڑھا کر الیکٹرک فیلڈ کا اطلاق ہوتا ہے: پلسڈ پرپز: ذیلی سیلولر ڈھانچوں میں خلل حالت: غیر یکساں برقی فیلڈ تھیوری: ای ڈی ایک سیل کے اندر الیکٹرو منیپولیشن انجام دیتا ہے جس میں سائٹوسکیلیٹن اور ایک علیحدہ نیوکلئی سے سمجھوتہ ہوتا ہے۔ انحطاط شدہ خلیے سائٹوسولک مواد کو باہر نکالتے ہیں اور "بھوت" بن جاتے ہیں (عام خلیے کے سائز سے تقریبا 1.5 گنا زیادہ)۔ بھوتوں کو پلسڈ فیلڈز کے ذریعے موڑ دیا جا سکتا ہے اور AC فیلڈز کے ذریعے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ برقی تباہی (لائسس) برقی میدان کا اطلاق: نبض کا مقصد: لائسس (خلیے کی دیوار یا جھلی کے پھٹنے سے خلیے کی تحلیل۔) حالت: غیر یکساں برقی فیلڈ تھیوری: پی ڈی ای پی کا استعمال لائسس کی موجودگی کو بڑھانے کے لیے کیا جاتا ہے، اور این ڈی ای پی کا استعمال لائسس کی موجودگی کو کم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ سیل لائسیس کے حالات کا مطالعہ پلسنگ طول و عرض کو تبدیل کرکے کیا جا سکتا ہے۔ الیکٹرو کارپوریشن (ای پی) اور الیکٹرو فیوژن (ای ایف) الیکٹرک فیلڈ کا اطلاق: پلسڈ پرپوز: سیل میمبرین خلل کی حالت: غیر یکساں الیکٹرک فیلڈ ؛ خلیوں کی ڈائی الیکٹروروفورٹک صف بندی تھیوری: خلیوں کی جھلی میں خلل کو طول و عرض، مدت، دالوں کی شرح اور پلسڈ الیکٹرک فیلڈ کی دالوں کی تعداد کو تبدیل کرکے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ جب خلیوں کی جھلیوں میں خلل پڑتا ہے تو کچھ خلیات ایک بڑے خلیے میں ضم ہو جاتے ہیں جو عام خلیے کے سائز سے 3 سے 4 گنا زیادہ ہو سکتے ہیں۔ ای پی کی دو قسمیں ہیں: ایک ناقابل واپسی ای پی ہے جو سائٹولیسس کا باعث بن سکتا ہے (سیل میں اضافی پانی ہونے پر سیل جھلی کا پھٹ جانا) ؛ دوسرا قابل واپسی ای پی ہے جو مالیکیولز کو خلیوں میں تبدیل کرتے ہوئے خلیوں کی طاقت کو برقرار رکھنے میں مدد کرتا ہے۔ ترقی 20 ویں صدی کے ابتدائی حصے میں، ناقابل واپسی جھلی کے ٹوٹنے اور ڈائی الیکٹروفورسس کی دریافتیں کی گئیں۔ یہ دریافتیں سیلولر الیکٹرو منیپولیشن کے بنیادی نظریات کے طور پر کام کرتی ہیں۔ 20 ویں صدی کے آخر میں، سیلولر الیکٹرو منیپولیشن تکنیک بعد میں دریافت ہونے والی ریورسیبل جھلی بریک ڈاؤن کی دریافت کی بنیاد پر تیار کی گئی تھی۔ مختلف قسم کے الیکٹرو منیپولیشن کے آلات مسلسل اپ ڈیٹ ہو رہے ہیں، کچھ نئے ایجاد شدہ ای ایم آلات اس حصے میں متعارف کرائے گئے ہیں۔ ہر آلہ ایک منفرد قسم کی الیکٹرو منیپولیشن انجام دینے کے لیے وقف ہے۔ ملٹی لیئر مائیکرو الیکٹروڈ ڈھانچہ یہ ملٹی لیئر مائیکرو الیکٹروڈ ڈھانچہ ٹریول فیلڈ ڈائی الیکٹروفورسس کا استعمال کرتے ہوئے بائیو پارٹیکلز کی انتخابی ہیرا پھیری اور علیحدگی کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ پرپز ملٹی لیئر مائیکرو الیکٹروڈ ڈھانچہ بائیو پارٹیکلز کو ایک مستحکم معاون سیال میں حرکت کرنے کے قابل بناتا ہے جو قابل عمل اور غیر قابل عمل خمیر خلیوں کی مستحکم علیحدگی کا باعث بنتا ہے۔ یہ معطل مرکب میں حیاتیاتی ذرات کی نقل و حمل بھی حاصل کر سکتا ہے۔ یہ "بائیو فیکٹری آن اے چپ" ٹیکنالوجی میں حصہ ڈالنے والے ایک لازمی جزو کے طور پر بھی اہم کردار ادا کرتا ہے۔ ساخت اس میں بنیادی حصہ اور اوپری حصہ ہوتا ہے۔ ہر ایک میں الیکٹروڈ کی ایک پرت ہوتی ہے۔ بنیادی حصہ پر مشتمل ہوتا ہے (نیچے سے اوپر تک): شیشے کی ایک پرت کرومیم کی ایک پتلی پرت اے 0.1μm گولڈ بیس الیکٹروڈ ڈھانچے کی پرت بیس حصے کے بعد، ایک موصلیت پرت لگائی جاتی ہے۔ موصلیت پرت کے اوپری حصے میں اوپری حصہ ہوتا ہے جو (نیچے سے اوپر تک) پر مشتمل ہوتا ہے: اوپری الیکٹروڈ ڈھانچہ 0.1μm کرومیم کی ایک اور پرت 0.1μm سونے کی ایک اور پرت اس میں ٹریول فیلڈ الیکٹروڈ صفوں کو متحرک کرنے کے لیے چار برقی بس بار بھی ہوتے ہیں۔ چینل کے ہر طرف الیکٹروڈ مخالف سمت میں الیکٹروڈ کے درمیان کھڑکیوں کے ساتھ منسلک ہوتے ہیں۔ چینل کے ہر طرف مخالف الیکٹروڈ کو ایک دوسرے سے آفسیٹ کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔ فوائد پرانے آلات سے موازنہ کریں وولٹیج کے استعمال اور حرارت کے نقصان کو کم کریں۔ بہت چھوٹے نمونے پر ذرہ انتخاب انجام دیں۔ بائیوپوسیسروں یا بائیو فیکٹری چپس جیسی دیگر ٹیکنالوجیز میں بلڈنگ بلاکس کے طور پر کام کریں۔ الیکٹروپوریشن ڈیوائس الیکٹروپوریشن کو انجام دینے کے لیے ایک بہتر آلہ 2010 میں یونیورسٹی آف ساؤتھ فلوریڈا کے اینڈریو ایم ہوف، رچرڈ گلبرٹ، رچرڈ ہیلر، مارک جے جاروسزکی نے ایجاد کیا تھا۔ مقصد یہ آلہ الیکٹروپوریشن کا استعمال کرتے ہوئے ایک مالیکیول کو ٹشو میں پہنچانے کے لیے وقف ہے۔ فوائد پرانے آلات کے مقابلے میں بہت چھوٹے پیمانے پر خلیوں کو پہنچنے والے نقصان کا خطرہ کم ہوتا ہے۔ کم فعال توانائی اور بافتوں کو پہنچنے والے نقصان کو کم کرتی ہے اور مریض کی تکلیف کم ہوتی ہے۔ ایک ہی وقت میں متعدد ٹارگٹ ٹشوز کے ساتھ وولٹیج ڈیل کم ہوتی ہے، کیمیائی پرجاتیوں کا ذخیرہ شامل ہوتا ہے۔ دیگر ایپلی کیشنز آف الیکٹرو مینپولیشن الیکٹرو مینپولیشن آف اسپن کراس اوور نینوروڈز اسپن کراس اوور کمپلیکس ٹرانزیشن میٹل آئنز کے ذریعے تشکیل پاتے ہیں۔ وہ ہائی اسپن اور لو اسپن کے درمیان تبدیل ہو سکتے ہیں جس کی وجہ سے مقناطیسی، نظری، مکینیکل خصوصیات اور بہت کچھ میں تبدیلی آتی ہے۔ ڈائی الیکٹروفورسس (ڈی ای پی) کا استعمال مالیکیولر اسپن اسٹیٹ سوئچنگ انجام دینے کے لیے کیا جاتا ہے۔ یہ الیکٹروڈ کے درمیان نینو آبجیکٹ کو منظم کرتا ہے۔ ڈی ای پی قوت ایس سی او نینوروڈز کو اطلاق شدہ برقی میدان کی سمت سے ہم آہنگ کرتی ہے۔ اسپن کراس اوور نینوروڈز کا الیکٹرو منیپولیشن الیکٹرو منیپولیشن کا ایک نیا شعبہ ہے جو نینو الیکٹرانک آلات کے لیے ممکنہ بلڈنگ بلاک تکنیک ہیں۔ مائکرو فلوڈک ایپلی کیشنز کے لیے بوندوں کا برقی منیپولیشن بوندوں کا برقی منیپولیشن سے مراد برقی شعبوں کا استعمال کرتے ہوئے مائع کی چھوٹی مقدار کو منتقل یا شکل دینا ہے۔ جب متوازی کیپسیٹر کے اندر ہائی کنڈکٹو مائع بوند پر کم فریکوئنسی AC برقی میدان لگایا جاتا ہے، تو بوند ایک نئی شکل میں بدل جاتی ہے۔ متعدد تجربات کر کے، ایک ایسی مساوات کا خلاصہ کیا جا سکتا ہے جو مائع ڈراپ کی اخترتی کو بیان کرتی ہے۔ حوالہ جات الیکٹروسٹیٹکس