Buy a new FL3-22 spectrofluorometer and get a DeltaTime TCSPC upgrade for half price

There are 2 related live offers.

DeltaTime TCSPC Half Price | Horiba - DeltaTime - 20% Off | See All
Related Offers

Microfluidics och BiomedicalApplikationer

Vid Dr Xianghong Mor

Modern för Dr Xianghong, Direktören, Biomedical som Iscensätter ForskningGruppen, Skolar av att Iscensätta och Applicerad Vetenskap, den Aston Universitetar. Motsvarande författare: x.ma@aston.ac.uk

Microfluidics är ett forskningområde inom MEMS (Mikro-Electro-Mekaniska System) och angå med kontrollera av flödet av vätskor som mätas i mikro, nano, eller även Pico, litern, antal. Vätskan kan vara vätske eller gasformig i natur eller en blandning av båda, och flöden till och med microscale kanaliserar, pumpar, ventiler och filtrerar.

Dessa microfluidic apparater kan fabriceras, i att använda för silikoner som eller för exponeringsglas är photolithographic, och att etsa tekniker, som har anpassats från halvledarebranschen, eller från organiska material liksom plast- och polymrer [1,2].

Microfluidic apparater kräver endast ett litet belopp av tar prov, och reagenten för att bearbeta och stora posses ytbehandlar till volymförhållanden. Fasta reaktionstider och lindra av automation gör det microfluidic apparatideal för applikationen i biomedicalen som iscensätter scenarion I tillägg.

Microfluidics har brett använts i utvecklingen av sammanlagda analyssystem (eller laboratoriumet på-gå i flisor apparater) [2, 3], bestämt för drogen som avskärmer i den farmaceutiska branschen och i utvecklingen av mikro-samlingar [4]. Teknologin mognar snabbt efter kraftigt forskningförsök över jumbon 20 år. I den near framtiden, vi ska ser en växande trend in mot produktionen av anpassade microfluidic apparater, som tillfredsställer särskilda behov, som kan vara kliniska, farmaceutiskt, eller biotechnological.

En av de mest lova applikationerna av microfluidicsen, i att iscensätta för biomedical, är i peka-av-omsorg diagnos. I det viktigt ta prov förberedelsen arrangerar, uppsätta som mål biologiska celler behöver att avskiljas från andra vikter i ta prov. Konventionellt kan celler avskiljas i en fluidic upphängning som baseras på, storleksanpassa, täthet, den elektriska laddningen, ljus-spridning rekvisita, och antigenic ytbehandla rekvisita. När Du Avskiljer celler enligt dessa metrik kan kräva komplexa teknologier och specialistutrustning. Sådan tekniker inkluderar att centrifugera, fluorescence aktiverad cellsortering, electrophoresis, chromatography, frändskapavskiljande och magnetiskt avskiljande. Microfluidic lösningar har lyckat iscensatts till endera integrerar in i de ovannämnda teknikerna, eller att fungera, som en fristående apparat som ska utföras, tar prov förberedelseuppgifter.

Ett intressant exempel är det av en microfluidic filtrationapparat för att spermato-genetisk cellsortering ska stötta IVF (In vitro Befruktning), och ICSI (intracytoplasmic spermainjektion) bearbetar [5]. I bestämda fall av manlign dela upp i faktorer infertility, en singel som den livsdugliga spermatogenic cellen måste att hämtas från en biopsikula, så att den kan direkt injiceras in i en oocyte. Biopsikulan innehåller en variation av silkespapper, och alla en spänna av bakterieceller från beställer av mognad. Det processaa av att finna livsdugliga celler för ICSI kan vara tidskrävande och att kräva timmar av intensivt arbete som gäller manuellt att finhacka kulan, cyklar det på varandra följande cellavskiljandet till och med centrifugation och individcelldiskriminering. Bakteriecellerna blir mindre, som de mognar, början som en stor rundaspermatogonion av 16~18µm och att avsluta som en liten och spenslig spermatozoon av 4~6µm. Genom Att Använda detta kännetecken, kan ett syftet att dela de spermatogenic cellerna in i olikt mognar kategorier enligt deras storleksanpassar i en fasta och ett effektivt sätt.

Som visat in Figurera 1, den microfluidic lösningen är en planar DRIE (djup reactive jonetsning) microfabricated apparat för passivum [6] som har separata brunnar till mot efterkrav olika typer av cellen, som avskiljs av gradvist förminskande filtrerar mellanrum. Den fluid upphängningen sättas in till och med centralbehållaren med konventionell micromanipulation bearbetar.

Figurera 1: Scanningelektronmicroscopy avbildar av ettobligations- filtrerar apparaten som beskådas från filtrationsidan, kanaliserar filtrerar den linjära visningen och segmenterar att utstråla från centralbehållaren [6].

Till Och Med försiktigt kontrollera av rekvisitan av ytbehandlar i kontakt med vätskan, och, genom att exploatera den laminar naturen av microfluidic flöde, använder filtrera ytbehandlaspänningen av arbetevätskan för att köra ta prov till och med apparaten.

Apparatfjäll låter utilizationen av styrkorna, som förhindrar normalt fluid flöde på den jämna makroen aktivt för att dra ta prov till och med filtrerabeståndsdelarna, utan behovet för yttre energikällor.

I experimentellt testa av apparaten fanns det, att microfluid 0.5µl med omkring 1500 microparticles kunde filtreras till och med apparaten i mer mindre än, 1 understöder.

Figurera 2 shows resultatet av att avskilja en blandning av 3µm, och 10µm microspheres, var majoriteten av partiklarna samlades i deras, anslår behållare. Optimala koncentrationer av partiklar inom deras anslår samlingsbrunnar fanns för att vara av beställa 50% för 3µm och 84% för 10µm partiklar respektive. Proportionera av celler som bearbetades, visades för att vara en fungera av deras flyttning till och med filtreraapparaten inom det bulk fluid flödet.

Figurera 2. Confocal avbilda av avskiljandet av en blandad upphängning av 3µm (rött) och 10µm (gröna) microspheres genom att använda en microfluidic apparat. I denna design storleksanpassar microchannels av olikt används både som filtrerar, och familjeförsörjaren av ytbehandlar spänningsstyrka för att dra ta prov till och med apparaten.

Denna apparat erbjuder ett nummer av fördelar. Den är biocompatible tack vare bruket av material liksom silikoner, och exponeringsglas och den är economically disponibla, på grund av det låga fabriks- kostar för stora produktionvolymer, således avlägsna ta prov förorening.

I tillägg sätter in den hydrophilic naturen av den infödda oxiden inom capillariesna av apparathjälpmedlet att de är faktiskt oskadliga till celler och proteiner [7]. denDrev capillaryen som pumpar tekniker, kan vara van vid behandlar den mer ytterligare vätskan, förminskande behovet för yttre utrustning. En Sådan att närma sig har det potentiellt som förhöjer pålitlighet, och funktionsduglighet, genom att avlägsna rörs delar och thus att minimera den potentiella mekaniska skadan till celler som orsakas, genom att pumpa eller, potentiell termisk skada som uppstår från marangoni, verkställer sannerligen att pumpa.

Avslutningsvis strukturerar medräknandet av läkarundersökningfiltration i en passivum som det microfluidic systemet möjliggör effektivt bearbeta av tar prov, som är fria från förorening eller skada. Den processaa blytaket till en markerad förminskning, i att bearbeta tid, och har utmärkt potentiellt för automatiskt och effektivt partikelavskiljande och bio-tar prov att bearbeta över en lång räcka av biomedicalapplikationer.


Hänvisar till:

[1] Becker H., Locascio, L.E., microfluidic apparater för Polymer, Talanta 56 (2002) 267-287.

[2] Rivet C., o.a., Microfluidics för medicinsk diagnostik och biosensors, Kemisk Iscensätta Vetenskap (2010), doi: 10.1016/j.ces.2010.08.015

[3] Prince M., Smart Microsystems för cellbehandligar, PhD-te av den Aston universitetar, 2006.

[4] Situma C., Hashimoto M., Scoper S.A. som Applicerar microfluidics med Microarray-Baserade bioassays, Biomolecular Iscensätta, 23, 2006, p213-231.

[5] Princen M., Modern X., Hamnarbetaren P., Avvärjer M., Prewett P., Design, och Modellera en MikroVätska Filtrera för Att Avskilja Spermatogenic Celler, ASME-Designen som Iscensätter den Tekniska Konferensen, Kalifornien, September, 2005. pp. 475-480. doi: 10.1115/DETC2005-85357

[6] Princen M., Modern X., Hamnarbetaren P., Avvärjer M., Prewett P., Utvecklingen av en ny Bio-MEMS filtration gå i flisor för avskiljandet av specifika celler i fluid upphängning, IMechE delH: J av att Iscensätta i Medicin, 221(2), 2007. p113-128. doi: 10.1243/09544119JEIM190

[7] Chau, L.K., Osborn, T., Wu, C.C. och Yager, P. Microfabricated silikonflöde-cell för optisk övervakning av Anala biologiska vätskor. Sci. 1999 15, 721-724.

Date Added: Sep 11, 2011 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 09:55

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