表面張力によって動力を与えられる Microfluidic 装置 - 新製品

ジョージアの技術協会の物理学者は固体表面上の液体の非常に小さいボリュームの流れを制御するための新しい光学技術を示しました。 表面張力の変更に頼る技術、動的に reprogrammable microfluidic 装置の新しい世代に光学生成された熱勾配によって、基礎を提供できます促しました。

技術を記述するペーパーはジャーナル物理的な検討の文字の 8 月 1 日問題のための架空の経歴です。 研究は全米科学財団および Research Corporation によってサポートされました。

既存の microfluidic 装置、別名 「実験室チップは」、液体の非常に小さいボリュームを処理するためにケイ素か他の基板材料にエッチングされる小さいチャネルか管を使用します。 そのような 「micropipe」装置はちょうど市場で現われ始めています。

ジョージアの技術の革新はチャネルをエッチングしないで microfluidic 装置の新型の生産を可能にすることができます。 その代り、 LCD プロジェクターで使用されたそれらに類似したレーザーか光学系は平らな基板材料の変え強度ライトの複雑なパターンを作り出します。 ライトの吸収は熱勾配のパターンを作成する基板の差動暖房を作り出します。 表面張力により、ミクロンのサイズのスケールの比較的強い力、それから液体の nanoliter ボリュームはより涼しい領域にからより暖かい領域 thermocapillary 処置を貫流しました。

「私達はこれが多重しぶきを移動できるかまたは同時の液体のパケットことを、多重位置で同時に移動するように低下がのアレイをします」言いました、ミハエル Schatz を物理学のジョージアの技術の助教授想像しま。 「私達は基板に詳しいアーキテクチャを置くことを避けることができます。 その代り、私達は利用します表面張力力が付いている基板を模造するのに光電子工学の小型化の前進を」。

気温傾度がコンピューター制御軽いパターンによって形作られるので、しぶきのためのパスはすぐに変更できまある microfluidic 装置と可能ではない構成変更を許可します。 そして表面張力の効果がミクロンのスケールで強いので、大きい摩擦力を克服しなければならない流動度の高くよりチャネルベースのマイクロアレイを作り出すことができます。 最後に、基板は汚染を避ける使用の間で容易にきれいにすることができます。

ペーパーでは、熱勾配がガラスの表面のシリコーン油の薄膜にどのようにの影響を与えるか Schatz および同僚ローマの Grigoriev およびニコラス Garnier は調査を報告します。 ガラスの底はライトを吸収する塗られた黒であり脱熱器は過熱することを防ぐために提供しました。

技術はまた論理上混合しにくい液体のしぶきが同じ表面張力力によって 「基板」の液体を渡って移動される液体の表面を使用できます。 液体液体システムでは、根本的な液体はまた移動しま、より高い流動度を許可します。

生物的アプリケーションでは、興味の液体は水に基づいていますが、光学主義がほとんどの液体に適用できることを Schatz は言います。 「ほぼあらゆる液体に Â が表面張力の温度の依存ある本質的な特性で」、は彼注意した構築するのでこの技術多くの流動システムに適用できます。

多くの技術的なハードルが残るけれども、 Schatz および彼の共作者は信じます彼らの技術がフィールドで遺伝か生化学的なテストに使用した小型化された実験室チップのための基礎であることができることを。 容易に再構成可能なシステムは運んで、マージして、混合および平面を渡って流動に流れることの分割されたストリームできます。

「再構成可能な方法で小規模で液体を移動する装置を構築してもいければ、そして原則的には私達はで高密度」、 Schatz 説明しましたフィールドのいろいろな種類の試金を非常にしてもいいです。 「このアプローチ多くの異なった条件で適用できます」。は

最終的に、 microfluidic 装置の小型化は液体現代半導体技術が電子工学のためにした何を処理のためにより小さく、より安くなるためにし、試金を、化学薬品調査します他のマクロスケールプロセスおよびより速く許可します。 「microfluidics を使用して装置の収縮はマイクロエレクトロニクスがあったとと」、 Schatz 言いました私達の日常生活に同様に革命的であることができます。

しかしマイクロエレクトロニクスとは違って microfluidic 装置をより小さく、より密なさせる駆動機構表面即時の基本的な限界 Â セル、 DNA のサンプルまたは蛋白質分子のサイズ。 それらが流動形式で移動されるべきならマイクロアレイ機能は少数のミクロンより大いに小さい場合もありません。

構築の光学主導の microfluidic 装置のための挑戦の間で前方に蒸発を制御しています表面および基板および脱熱器の正しいコンビネーションを選択することに液体の小さいボリュームを得るために液体を、成長は物理学の学校の助教授、ノート Grigoriev 過熱させないで個別の気温傾度パターンを提供するインターフェイスします。

「私達はブロックを組み立てるためのテストの作戦の時点でありますマイクロエレクトロニクスのトランジスターと同じように」と彼は言いました。 「それらの部分がきちんと整っていれば働く microfluidic 装置にそれらを一緒に持って来るために、それはですはるかに簡単」。

2003 年 8 月th 5 日掲示される

Date Added: Nov 25, 2003 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 01:52

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