הכלי החדש יכול לשמש לחקר המנגנונים הביולוגיים המורכבים בתאים, אלו האחראיים להתפשטות סרטנית, החלמת פצעים, יצירת ביופילם ותהליכים מבוססי-נוזלים אחרים.
יצירות המופת שיצאו תחת ידיהם של רמברנדט, ואן גוך ואומנים גדולים אחרים התחילו לרוב בהכנת קשת צבעים מגוונים על לוח צביעה. באופן דומה, חוקרים מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בארה”ב (NIST) פיתחו מתקן חדשני המכונה “לוח צבעים מיקרו-נוזלי” ליצירת “מפלים” כימיים יציבים ומרובים – שינויים הדרגתיים בריכוז לאורכו של אזור – בתא זערורי שקוטרו כקוטר ראש סיכה.
הכלי החדש יכול לשמש לחקר המנגנונים הביולוגיים המורכבים בתאים, אלו האחראיים להתפשטות סרטנית, החלמת פצעים, יצירת ביופילם ותהליכים מבוססי-נוזלים אחרים.
היתרון של המתקן החדש, כמתואר במאמר שפורסם לאחרונה, הינו בכך שמפלי השינויים מיוצרים ע”י פעפוע – התזוזה הקלילה של חומר מנקודה אחת לשנייה ע”י תנועה מולקולארית אקראית. מערכות מיקרו-נוזליות מערבבות נוזלים באופן פעיל יותר, באמצעות משאבות ומסלולי זרימה. מפלים של פעפוע מאפשרים לבחון תאים הנשארים במיקרו-התא ללא הסיכון באובדנם החוצה. פעפוע גם מאפשר לפרודות כימיות לנוע אל תוככי התאים והחוצה מהם באופן רגיל וללא הסיכון בלחצים גדולים, המתקבלים לרוב במערכות זרימה – לחצים העלולים לגרום לתאים להתפקע או לפעול בצורה לא צפויה.
המערכת החדשנית מתגברת על מהמורות אלו באמצעות מבנה צנרת מחוכם. רכיב המפתח במערכת הינו מיקרו-תא, אזור דמוי דסקה זעירה בקוטר של 1.5 מילימטרים בלבד המעוגן למרכזה של פיסת זכוכית. חרירים זעירים בהיקפו של תא זה – שלושה באב טיפוס, אולם ניתן לבנות יותר מכך – מאפשרים לתערובות נוזליות שונות לזרום לתוך התא. מתחת לתא, כל יציאה ויציאה מחוברת לתעלה ארוכת-זנב בצורת Y המחוברת בתורה לשכבה שנייה. תעלות אלו מעבירות דרכן כימיקלים שונים לתא. נוזל זורם בתוך ומחוץ לזרועות הקצרות של כל אחת מזרועות Y אלו בלחץ קבוע המבטיח שטף אחיד של כימיקלים “טריים”. מאחר והלחץ הפנימי בתא מאוזן ע”י מילויו במקור בתמיסת חציצה (בופר), הכימיקלים הנעים בתעלות לתא עושים זאת כמעט לחלוטין באמצעות פעפוע. על-כן, כל זמן שקיים זרם קבוע של זרימה בתעלות, ניתן לשמר את המפלים שבתא, כמעט באופן בלתי-מוגבל.
לשם הדגמת אופן פעילותה של המערכת החדישה, החוקרים הזריקו חומרי-צבע של שלושת הצבעים הבסיסיים – אדום, צהוב וכחול – בנפרד דרך שלושת החרירים של התא. עבור כל צבע נפרד נשמר מפל ריכוזים קבוע משלו, כל עוד קצב הזרימה לתוך התא לא השתנה. כתוצאה מערבוב שלושת מפלי-הצבע מתקבלת תערובת ריכוזי צבע שבה שילוב הצבעים בנקודה אחת שונה לחלוטין מכל נקודה אחרת.
באופן דומה, אם שלוש תרופות שונות היו מוזרקות לתא, שבו היו מצויות תרביות תאים, תאים פרטניים במיקומים שונים ייחשפו לשילובים שונים של ריכוזי תרופות. בניסוי יחיד, ניתן לחקור בקלות את ההשפעות של מגוון נרחב של ריכוזי תערובות תרופות באותו סוג תא.
יישום אפשרי נוסף של המערכת המיקרו-נוזלית הינו בחקר התחום הקרוי כימוטקסיס (chemotaxis) – התנועה של תאים במפל ריכוזי חומרים, תופעה ביולוגית הנוטלת חלק פעיל בהתפשטות של גידולים (metastasis), החלמת פצעים, דלקות ומחזור הפחמן בימים.
