Här är Sveriges renaste rum
I landets renaste rum på Chalmers MC2-labb tillverkas hyperkänsliga sensorer och stamceller styrs till att bilda nervceller. Samtidigt dundrar åttans spårvagn genom berget under labbet och göteborgstrafiken pumpar ut sina avgaser utanför väggarna.
nanopartiklar, riktigt fuktig luft och minimalt med smuts. Det är huvudingredienserna i Anke Sanz-Velascos forskning. I renrummet MC2 på Chalmers tekniska högskola kan hon och hennes kollegor styra droppar – i bästa fall är de helt sfäriska – över ett material med hjälp av elektriska krafter. Dropparna är så små, att de skulle dunsta direkt i vanligt luft, så luftfuktigheten är mycket hög när Anke Sanz-Velasco utför sina experiment. Hon har hittills lyckats flytta dropparna fram och tillbaka i en linje, men förhoppningen är att kunna styra dem fritt över en platta.
– Det skulle göra det möjligt att använda mycket små mängder av
till exempel ett blodprov, för att få ut stora mängder information, säger Anke Sanz-Velasco.
Det hon tänker sig är möjligheten att styra provet över en yta som är behandlad så att olika delar av plattan reagerar med olika molekyler
från provet, som har bundit till nanopartiklar i droppen. Genom att se var på plattan det fastnar molekyler skulle den som gör testet få reda på vilken typ av molekyler som finns i provet. Dessutom skulle tekniken göra det möjligt att styra reaktioner mellan olika vätskor på nanonivå.
– Ett vanligt problem inom till exempel läkemedelsframställning är att det tar längre tid för vätskorna att blanda sig, än vad det tar för själva reaktionen i ett experiment att ske, säger Fredrik Höök, professor i biologisk fysik, som bland annat forskar på och utvecklar biosensorer på nanonivå på Chalmers.
Hans forskningsgrupp är intresserad av Anke Sanz-Velascos resultat
och möjligheterna de innebär för hans fält, sensorer. I de vätskor hans grupp vill studera är det den långsammaste reaktionen som lägger ribban för vad som kan mätas. Om vätskorna blandas långsamt betyder det att de känsliga sensorerna mäter två vätskors blandningshastighet istället för de kemiska substansernas reaktionshastighet.
– Därför skulle det innebära ett viktigt steg framåt om man kunde
få vätskorna att blanda sig snabbare och ju mindre dropparna är,
desto snabbare blandning, säger Fredrik Höök.
De extremt känsliga sensorerna kräver mycket snabba reaktioner för att kunna mäta utslaget. På samma sätt ställer känslig utrustning
höga krav på renhet i den omgivande miljön för att fungera. Det har framförallt att göra med att det som studeras är så smått. Om ett
chip är designat med tusentals små fläckar som det sitter DNA-trådar
på och dessa trådar ska binda in DNA från ett prov, måste fläckarna
vara orörda för att fungera. Dessa fläckar är så pass små att ett dammkorn eller partiklar i vanlig luft är lika stora som eller större än dem. Därför förlorar de helt sin funktion om en partikel landar på och blockerar fläcken. Därför krävs det att luften är väldigt ren.
En stor del av forskningen som Anke Sanz-Velasco och Fredrik Hööks grupp ägnar sig åt bedrivs därför i Chalmers renrum. Där finns möjligheten att hålla prover och känsliga ytor rena från luftens
partiklar. Laboratoriet är en av Sveriges absolut renaste forskningsmiljöer.
– Vissa säger till och med att det är ett av de renaste och mest välutrustade labben hos något universitet i världen, säger Göran Petersson som är forskare inom mikroteknik och nanovetenskap på
MC2.
Labbet är dryga 1000 kvadratmeter stort och förutom det friliggande
processlabb 2, PL-2, på 240 kvadratmeter består renrummet av ett enda rum. Här hyr forskare från hela världen in sig och utför
experiment inom mikro- och nanoteknik.
Inom life science-området bedrivs, förutom Anke Sanz-Velascos och Fredrik Hööks projekt, forskning på neurala stamceller och olika diagnosmetoder med hjälp av nanoteknik. Ett exempel på det senare är Dag Winklers grupp och deras forskning på nanopartiklar som biomarkörer. Genom att designa partiklar så att de binder en önskad markör och sedan lägga på ett magnetfält kan de upptäcka vilka molekyler som finns i ett prov. Magnetfältet kommer att ge olika utslag beroende på om den önskade biomarkören fanns i provet eller inte.
– Många som vill ha ett renrum bygger en del där man kan göra service på maskinerna, som man skiljer av med väggar från forskningsdelen. Vi har löst det på ett annat sätt, säger Göran Petersson.
Han syftar på att MC2 är byggt i våningsplan. Det gör att den del av
labbmaskinerna som kräver pumpar eller olja och som ger friktion och smuts kan placeras på ett eget plan i den så kallade mediakällaren under labbet. Därifrån går kanaler upp till själva forskningslaboratoriet som har stationer för el och andra uttag i golvet. Inne i forskningsmiljön är det sedan fritt fram att mecka med maskinernas alla delar, en stor fördel, enligt Göran Petersson.
– Då slipper man gå in och ut ur slussen för att justera saker på maskinerna, säger han.
Göran Petersson, MC2
Det är ett system som sparar tid och energi för forskarna, som annars måste klä om till renrumsdräkt varje gång de går in i den rena
labbluften. Luften i labbet cirkulerar och renas med en hastighet på 0,35 meter per sekund och utblåsen som sitter i taket är noggrant placerade. Det gör att det kan hållas extra rent ide viktigaste delarna av laboratoriet. Med bara några meters mellanrum kan partikeltätheten i luften variera, beroende på hur ventilerna i taket är placerade.
– Det är renare vid forskningsstationerna och vid maskinernas baksida behöver luften inte vara riktigt lika ren, säger Göran Petersson.
I den »smutsigaste« delen av MC2:s laboratorium är renrumsklassen
10 000. Den delen kallas PL-2 och är helt separerad från processlabb 1, PL-1, som är renast. PL-2 håller samma renlighet som de bästa operationssalarna på ett sjukhus. PL-1 har däremot renrumsklass 100. Det betyder att det är färre än 100 partiklar som är större än 0.3 mikrometer per kubikfot luft. Det kan jämföras med att en person i vanliga kläder släpper ifrån sig ungefär en miljon partiklar per minut om hon rör sig lugnt.
– Det är människorna och inte maskinerna som är de stora smutsbovarna här. Om man vill ha det riktigt rent för ett experiment ska
man komma hit en tidig söndagsmorgon när det har varit folktomt
länge, säger Göran Petersson.