表面張力關閉的 Microfluidic 設備 - 新產品

喬治亞技術研究所的物理學家展示了控制非常流體的小的數量流的一個新的光學技術在固定的表面的。 技術,依靠在表面張力上的變化由光學被生成的熱量梯度提示了,可能為動態地可再程序化的 microfluidic 設備的新一代提供這個基礎。

描述這個技術的文件是日記帳實際覆核信函的 8月 1日問題的封面故事。 國家科學基金會和 Research 支持這個研究 Corporation。

現有的 microfluidic 設備,亦稱 「實驗室在籌碼」,使用微小的通道或管道被銘刻到硅或其他基體材料操作非常流體的小的數量。 這樣 「micropipe」設備開始出現在這個市場。

喬治亞技術創新可能允許 microfluidic 設備的一個新類型的生產,无需銘刻通道。 反而,激光或光學系統類似於用於 LCD 放映機的那些將導致變化強度光的複雜模式在平面的基體材料的。 光的吸收將導致在基體的有差別的熱化,創建熱量梯度的模式。 表面張力,在微米範圍縮放比例的一股相對地主力,然後將造成流體的 nanoliter 數量從冷靜區流經到更加溫暖的區 thermocapillary 活動。

「我們構想這可能移動多個小滴或同時流體包,允許下落同時移動在多個地點」,說邁克爾 Schatz,物理喬治亞技術副教授。 「我們可能避免放置在這個基體上的詳細結構。 反而,我們會利用在光電子學的小型化的預付款仿造基體用表面張力強制」。

由於溫度差將由計算機控制的輕的模式形成,可能迅速更改小滴的路,允許重新配置不可能對現有的 microfluidic 設備。 并且,因為表面張力作用是嚴格在微米縮放比例,他們可能導致流速高於基於通道的微陣列,必須解決大摩擦力。 終於,這個基體能容易地被清洗在用途之間,避免汙穢。

在他們的文件, Schatz 和同事羅馬 Grigoriev 和尼古拉斯 Garnier 報告他們的研究的熱量梯度如何影響硅油薄膜在玻璃表面的。 這塊玻璃的底層是吸收光的被繪的黑色,并且吸熱器提供防止過度加熱。

這個技術可能理論上也使用液體表面,不溶的液體小滴在 「基體」流體間將被移動由同樣表面張力強制。 在液體在液體系統,基礎流體也將移動,允許更高的流速。

在生物應用,流體利益在水基礎上,但是 Schatz 說光學原則可能適用於多數液體。 「此技術可能適用於許多可變的系統,因為它在接近每流體有 Â 表面張力溫度依賴性的一個固有特性編譯」,他注意。

雖然許多技術障礙依然存在, Schatz 和他的合作者相信他們的技術可能是為用於基因或生物化學的測試的一個小型化的實驗室在籌碼的基本類型在這個域。 容易地重新可配置的系統能運輸,合併,混合和被分裂的流可變流在一個平面間。

「如果我們可以建立移動流體在小規模用一個重新可配置的方式的設備,然後原則上我們可以執行在這個域的各種各樣的檢驗在非常高密」, Schatz 解釋了。 「此途徑在很多不同的情況能被運用」。

最終, microfluidic 設備的小型化可能為流體處理執行什麼現代半導體技術為電子執行,允許檢驗,化學製品學習和其他大規模進程變得更小,更加便宜和快速地。 「收縮使用 microfluidics 的設備可能是一樣革命的對我們的日常生活,像微電子學」, Schatz 說。

不同於微電子學,然而,使 microfluidic 設備更小的驅動器和更加密集的表面一個立即根本限額 Â 細胞、脫氧核糖核酸範例或者蛋白質分子的範圍。 如果那些将被移動以可變的形式,微陣列功能小於一些微米不可能。

在挑戰中向前編譯的光學主導的 microfluidic 設備的控制蒸發,開發在物理學校連接獲得液體的微小的數量在表面和選擇基體和吸熱器的正確組合上的提供明顯的溫度差模式,无需過度加熱流體,附註 Grigoriev,一位助理教授。

「我們是在修建的構件測試方法,很像微電子學晶體管」,他說。 「一旦那些部分到位,它將是更加直接的一起帶領他們進入一個運轉的 microfluidic 設備」。

張貼 2003年th 8月 5日

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

Last Update: 12. June 2013 01:41

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