التقدم في تطوير مختبر على رقاقة الأجهزة ، التي يتقلص وتبسيط يحتمل أن الفحوصات المخبرية مثل تحليل الحمض النووي ، وإلى حد كبير خفف من التعقيد المتأصل في النظم التي تحاول استبدال. تحليل الحمض النووي وعادة ما يتطلب مختبرا الكامل للصكوك وعدة أيام للحصول على نتائج. ولكن الآن فريق من الباحثين في جامعة أريزونا أن تقرير الدولة التي قاموا بها العديد من التطورات في مجال تصنيع مكونات ميكروفلويديك والتصميم والتكامل ، وبذلك التكنولوجيا إلى النقطة التي يمكن أن يتم ببساطة وتحليل الحمض النووي في وقت أقل بكثير مما هو مطلوب اليوم . الباحثون والاقتراض من أفكارهم ما أصبح الملك صغار التكامل -- الدقيقة الدوائر المتكاملة (IC). واضاف "لقد اتخذنا أساسا بعض الأفكار الأولية للتكامل الالكترونية وتطبيقها على الأجهزة ميكروفلويديك. وتسمى هذه المنصة الجديدة ميكروفلويديك IC "، وقال روبن ليو ، مدير المشروع في مركز العلوم البيولوجية التطبيقية نانو (ANBC) في معهد التصميم الحيوي أريزونا. "والجدة هنا بدلا من وجود تدفق الالكترونات بين الرقائق الالكترونية ، وعلى microfluidics لدينا كميات صغيرة جدا من السوائل المتحركة بين رقائق". ليو وزملاؤه نتائج أبحاثهم بالتفصيل في مقال ، "تطوير نظام متكامل لميكروفلويديك التحليل الجيني" ، والمادة هي قصة غلاف مجلة أكتوبر سبي عام 2003 التصنيع الدقيق ، وMicrolithography مايكروسيستمز. وقال ليو ان مزايا الأجهزة ميكروفلويديك متكاملة تشمل القدرة على بناء أجهزة متطورة من أجزاء بسيطة نسبيا ، ونمطية من المكونات ، وتوحيد رقائق ميكروفلويديك والقدرة على سد العجز في وتوصيل أجزاء معينة من نظام شامل. "تقليديا ، في كل مرة تقوم فيها بتغيير الإجراء الأحيائي في جهاز ميكروفلويديك ، لديك لإعادة تصميم شريحة كاملة" ، وأوضح. "هذا يعقد كل شيء ، لأن ثم عملية تصنيع يجب أن يتغير ، والتكامل يجب أن يتغير ، وتصميم يجب أن يتغير ، كل شيء يجب أن يتغير. "استخدام نهج الدوائر المتكاملة ، ونتبادل واحدة من المكونات ببساطة عن طريق توصيله ويسد في واحدة مختلفة لتحقيق وظائف مختلفة من النظام العام" ، وقال ليو. "انها منصة مرنة للغاية وأي وقت تحتاج إلى تغيير فحص (اختبار معينة) أو كنت بحاجة إلى تغيير ردود الفعل ، يمكنك توصيل وحدة فقط والمكونات في وحدة نمطية مختلفة." مقالة يصف العديد من الطرق لدمج وظائف في مجمع على microfluidics. وهي تشمل تطوير micromixers ، microvalves ، القبض على خلية ، الأجهزة الدقيقة تفاعل البلمرة سلسلة وأساليب جديدة لجعل المعقدة ، وقطع دقيقة من البلاستيك. ولكن هذا هو التكامل ، والجمع بين هذه الأجزاء المتفرقة ، للعمل في واحد شامل ، ونظام التشغيل بعد دقيقة ، وهذا هو أهم تقدم ، قال ليو. "من وجهة نظر هذا التكامل يبسط التجمع ،" قال. واضاف "بدلا من وضع كل عنصر على جهاز واحد ، رقاقة واحدة يمكن أن يكون microvalve ، يمكن للمرء أن يكون micropump رقاقة. نحن فعلا بناء نظام شامل عن طريق تجميع القطع. واضاف "نأمل ، وهذا سيكون الإجراء على microfluidics القياسية لفي المستقبل" ، واضاف. "تماما مثل الدوائر المتكاملة والالكترونيات الدقيقة معيار". سوف تكون النتيجة النهائية جهاز ميكروفلويديك التي يمكن تبسيط الإجراءات بشكل كبير بعض التحاليل المخبرية. على سبيل المثال ، يمكن أن تستخدم مثل هذا الجهاز ميكروفلويديك تقديم نموذج مباشرة إلى الإجابة تحليل عينات من الحمض النووي. وهذا هو ، وفني مختبر وضعت دم المريض في واحدة من نهاية الجهاز وأنها ستقدم بيانات الحمض النووي (في ساعات أو دقائق بدلا من أيام) تظهر إذا كان المريض يعاني من مرض معين أو السرطان أو فيروس نقص المناعة البشرية. ومثل هذا الجهاز متكاملة لا تحتاج إلى مصادر ضغوط خارجية ، وتخزين السوائل ومضخات ميكانيكية ، أو الصمامات والتي هي ضرورية للتلاعب السائل ، والقضاء على احتمال تلوث العينات وتبسيط عملية الجهاز. هذا الجهاز يوفر حلا فعالا من حيث التكلفة المباشرة عينة إلى الإجابة التحليل الجيني ، وبالتالي التأثير المحتمل في مجالات تشخيص المرض السريع واختبار البيئية والبيولوجية الكشف عن الحرب. ANBC بقيادة فريدريك Zenhausern ، ينطبق التقدم في تكنولوجيا ميكروفلويديك لدمج جميع الخطوات اللازمة لتحليل الحمض النووي لتمكين أنظمة التشخيص الجزيئي. على سبيل المثال ، ANBC شراكة مع مايو كلينيك ، آي بي إم وعلوم الحياة وعلم الجينوم بالحركة معهد بحوث وتطوير متكاملة "نانو الجينومية" جهاز للدراسات سرطان الجلد. |