There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Nanoholes и Nanoparticles: Применения к Биомедицинскому Microdevices

Серый Цвет Профессора Bonnis, Директор, Лаборатория Microinstrumentation; Школа Технической Науки, Университет Simon Fraser, Канада
Соответствуя автор: bgray@sfu.ca

Биомедицинские microdevices включают все миниатюризированные приборы или системы для биомедицинских или биологических применений, от простых датчиков для контролировать одиночное биологическое, к сложным микро- аппаратурам валового анализа или лаборатори-на--обломока которые интегрируют множественные функции лаборатории вместе с microfluidic манипуляцией образца. Биомедицинское исследование microdevice и систем инженерство, физика, химия, нанотехнология и биотехнология exciting multi-подштрафного поля пересекая.

Micromachining, первоначально основанное в микроэлектронной индустрии, формирует учредительство для этого exciting поля, в котором биосенсоры, переход microchannel жидкий, и другие микро- механически, оптически, химические, и fluidic компоненты изготовлены и интегрированы для применений колебаясь от уровней biofluid контроля и диагноза кровати бортового быстрого к изучать одноячеистую продукцию антитела. Furthermore, micromachining можно совместить с nanostructures или nanomaterials для того чтобы привести к в новых видах технологии и методах которые продолжаются выдвинуть поле в новых путях.

Лаборатория Microinstrumentation (µiL) на Университете Simon Fraser (SFU), под руководством Профессора Бонни Сер, начинает большое разнообразие биомедицинских microdevice и технологий и методов системы. Пока обычный кремний все еще использован, micromachining полимеров и стекла принимал центральное место управляемое применениями в биомедицине и биологии.

Полимеры можно использовать для сильно гибкого microinstrumentation которое может соответствовать к телу или другим поверхностям, того оптически прозрачны, biocompatible, с недорогим прототипированием и легким micropatterning (например, micromolding, уф--свет photopatterning). Стекло подобно оптически прозрачно и biocompatible, и делает превосходный субстрат для микроструктур полимера.

Исследователя на Лаборатории Microinstrumentation (µiL) начинают свободн-стоя системы полимера кнопки-совместно microfluidic с гибким электронным соединением и бортовые microactuators для micropumps и клапанов. Пока методы металл-на-полимера тонкого фильма успешно были продемонстрированы для электронной трассы1, другой подход во избежание механически рассогласование материалов путем использовать гибридные сочетание из изолируя полимеры с проводными полимерами nanocomposite (C-NCPs). Пока гибко полимеры по существу электрически изолировать, дирижируя nanoparticles добавленные к результату матрицы полимера в кондукции как только порог перколяции достигался2.

Лаборатория Microinstrumentation (µiL) начинает новые методы к системам micropattern полным функциональным используя гибридные сочетание из дирижируя и непроводящие полимеры (Диаграмму 1). В дополнение к проводным полимерам, магнитные полимеры можно осуществить с дополнением магнитных nanoparticles к гибкой матрице полимера. Такие магнитные полимеры использованы Лабораторией Microinstrumentation (µiL) для помощи в микро- микросборке обломок-к-обломока шпеньк-в-отверстия3, или манипуляцией жидкости на-обломока4.

Диаграмма 1. Гибкий проводной полимер nanocomposite врезанный в изолируя гибкой монтажной плате полимера для microfluidic компонента.

Характеристики Нанотехнологии также в развитии романных биосенсоров интегрировали с microfluidics на Лаборатории Microinstrumentation (µiL). Один новый датчик основан на изменении в светлой передаче через блок nanoholes используя поверхностный резонанс плазмона (SPR). Поверхностный плазмон волна вдоль интерфейса диэлектрика и металла5, с периодическим блоком nanoholes драматически увеличивая некоторые длины волны переданного света пока ослабляющ другие6.

Датчики Передачи SPR можно использовать для того чтобы обнаружить изменения в поверхностной химии, как адсорбция биологического вида к поверхности nanohole металла, приводящ к в переносе в длину волны на которой поверхностные плазмоны возбуждают и пик передачи. Путем интегрировать блоки nanohole с microfluidics, образцы можно легко пропустить за датчиком7 (Диаграммой 2).

Диаграмма 2. Верхней Части фотоснимок вниз заключенного microchannel с интегрированными структурами соединения кнопк-в-места и блоком nanohole золота. Inset показывает изображение электронного кинескопа скеннирования конца-вверх блока nanohole с периодом = 500 nm.

Furthermore, исследователя Лаборатории Microinstrumentation (µiL) поглощают большие блоки индивидуальных клеток для того чтобы контролировать одноячеистую реакцию антитела. Антитела исходя от каждого attach к смежным датчикам SPR, одного клетки в клетку, приводящ к в изменениях в поверхностных поколении и передаче плазмона. Это сотрудничество между инженерами, физиками, химиками, и immunologists использует microfluidics и нанотехнологию для того чтобы помочь понять иммунологические процессы через в реальном масштабе времени контроль индивидуальных клеток.

В дополнение к датчику блока nanohole SPR, нанотехнология и microfabrication совместно использованы исследователями Лаборатории Microinstrumentation (µiL) для гибких electroenzymatic датчиков для контролировать уровни глюкозы разрыва (Диаграмма 3)8, которые приблизительно 1/40 из уровней глюкозы крови но не требует тягостного забора крови уколом штыря. Датчики изготовлены на гибких субстратах полимера соответствующих для вживления в контактных линзах, при поверхности разрядного электрода пылеуловителя доработанные с поверхностями и обездвиживанием энзима nanostructured сочетание из оксидазы глюкозы, которая производит электронный сигнал который пропорциональн к уровню глюкозы.

Диаграмма 3. датчики глюкозы Гибкого золот-на-полимера electroenzymatic.

Справки

1. J.N. Patel, B. Kaminska, B.L. Сер, B.D. Строб, «Жертвенная маска SU-8 для сразу металлизирования на PDMS», Журнал Микромеханики и Microengineering, 19:11, 115014 (10pp), 2009.
2. A. Khosla, B.L. Сер, «Подготовка, Характеризация, и Micromoulding Multi-Огороженного Углерода Nanotube Polydimethylsiloxane Дирижируя Полимер Nanocomposite», Письма Материалов, 63:13 - 14, pp. 1203-1206, 2009.
3. S. Jaffer, B.L. Сер, D.G Sahota, M.H. Sjoerdsma, «Механически агрегат и магнитное возбуждение соединений polydimethylsiloxane-утюга составных для microfluidic систем», Продолжения SPIE, VOL. 6886, Январь 2008, 12 страницы.
4. A. Khosla, B.L. Сер, D.B. Leznoff, J. Herchenroeder, D. Miller, «Изготовление интегрированных постоянных micromagnets для microfluidic систем», принятых к Западу SPIE Photonics, Январь 2010, Сан-Хосе.
5. R. Гордон, A.G. Brolo, K.L. Kavanagh, D. Sinton, J. Пруд, «Понимающ внесметные оптически свойства блоков nanohole в металлах,» Фотоны, VOL. 2, pp. 15-18, 2004.
6. T.W. Ebbesen, H.J. Lezec, H.F. Ghaemi, T. Thio, P.A. Wolff, «Внесметная оптически передача через блоки отверстия sub-длины волны,» Природа, VOL. 391, pp. 667-669, 1998.
7. S.M. Westwood, B.L. Сер, S. Шрот, K. Huffman, S. Jaffer, K.L. Kavanagh, «Полимер SU-8 Заключило Microchannels с Соединением и Блоками Nanohole как Оптически Прибор Обнаружения для Biospecies», IEEE 30-ое Однолетнее Инджиниринг в Медицину и Конференцию Биологии, Ванкувер, Август 2008, 4 страницы.
8. J. Patel, B. Kaminska, B.L. Сер, B.D. Строб, «SU-8 как маска корки- для надежного металлизирования на PDMS для electro-ферментационного датчика глюкозы», Пятой Международной Конференции на Microtechnologies в Медицине и Биологии, Квебека (город), Апреля 2009.

Авторское Право AZoNano.com, Профессор Bonnis Сер (Университет Simon Fraser)

Date Added: Dec 13, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:39

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit