Dispositifs de Microfluidic Utilisant des Principes de l'Intégration Électronique - Technologie Neuve

Avance à l'étude des dispositifs de laboratoire-sur-puce, qui rétrécissent et simplifient potentiellement des essais en laboratoire comme Analyse de l'ADN, ont été en grande partie gâchés par la complexité inhérente des systèmes qu'ils essayent de remonter. L'analyse de l'ADN exige habituellement d'un laboratoire complètement des instruments et de plusieurs jours d'obtenir des résultats.

Mais maintenant une équipe de recherche à l'état d'Université De L'Etat D'Arizona qu'ils ont effectué plusieurs avances dans le domaine du design, de la fabrication microfluidic et de l'intégration constitutifs, portant la technologie à la remarque où l'Analyse de l'ADN pourrait être faite simplement et dans de manière significative moins de temps qu'exigé aujourd'hui. Les chercheurs empruntent leurs idées à ce qui est allé bien au roi de l'intégration à petite échelle - circuits intégrés microélectroniques (IC).

« Nous avons fondamentalement pris certaines des idées primaires de l'intégration électronique et les avons appliquées aux dispositifs microfluidic. Cette plate-forme neuve est IC microfluidic appelé, » a dit Robin Liu, chef de projet au Centre pour des Nano-Biosciences Appliquées (ANBC) au Bio Institut de Design de l'Arizona. « La nouveauté ici est au lieu de avoir des électrons circulent entre les puces électroniques, avec le microfluidics que nous avons des quantités de liquide très minuscules déménager entre les puces. »

Liu et ses collègues détaillent leurs découvertes de recherches dans un article, « Développement de système microfluidic intégré pour l'analyse génétique. » L'article est l'article-couverture du Tourillon d'Octobre 2003 SPIE de Microlithography, de Microfabrication et de Microsystèmes.

Liu a dit que les avantages des dispositifs microfluidic intégrés comprennent pouvoir établir les dispositifs sophistiqués des pièces relativement simples, la modularité des composants, la standardisation des puces microfluidic et la capacité de brancher et débrancher les pièces particulières d'un système général.

« Traditionnellement, chaque fois que vous changez la procédure d'essai biologique dans un dispositif microfluidic, vous devez remodeler une puce entière, » il avez expliqué. « Ceci complique tout, parce qu'alors le procédé de fabrication doit être changé, l'intégration doit être changé, le design doit être changé, tout doit être changé.

« Utilisant un élan de circuit intégré, nous pouvons permuter un des composants simplement en le débranchant et branchant dans différents pour réaliser différentes fonctionnalités du système général, » Liu a dit. « C'est une plate-forme très flexible et quand vous devez changer l'analyse (un test particulier) ou vous devez changer les réactions, vous juste débranchez le module et branchez dedans un module différent. »

L'article décrit plusieurs élans à l'intégration des fonctionnalités complexes dans le microfluidics. Elles comprennent l'élaboration des micromixers, des microvalves, de la capture de cellules, des dispositifs micro d'amplification en chaîne par polymérase et des méthodes neuves pour effectuer les pièces compliquées et minutieuses hors des plastiques.

Mais c'est l'intégration, le rassemblement de ces pièces disparates, pour fonctionner dans une combinaison, pourtant le système d'exploitation de minute, qui est l'avance la plus importante, Liu a indiqué.

« D'un point de vue d'intégrations ceci simplifie l'assemblage, » il a dit. « Au lieu de mettre chaque composant sur un à un dispositif, une puce peut être un microvalve, une puce peut être un micropump. Nous établissons réellement le système général en assemblant les pièces.

« Si Tout Va Bien, ce sera la procédure normale pour le microfluidics à l'avenir, » il a ajouté. « Juste comme le circuit intégré est la norme pour la microélectronique. »

Le résultat final serait un dispositif microfluidic qui peut excessivement simplifier quelques procédures d'analyse de laboratoire. Par exemple, un dispositif si microfluidic a pu être utilisé pour fournir l'analyse directe d'échantillon-à-réponse des échantillons d'ADN. C'est-à-dire, un technicien de laboratoire mettrait le sang d'un patient dans une extrémité du dispositif et il fournirait l'apparence de données d'ADN (en quelques heures ou minutes au lieu des jours) si le patient a une certain maladie, cancer ou VIH.

Un dispositif entièrement intégré n'exigerait aucune source de pression externe, mémoire liquide, pompe mécanique, ou soupape qui sont nécessaire pour la manipulation liquide, éliminant la contamination possible d'échantillon et simplifiant le fonctionnement de dispositif. Ce dispositif fournit une solution à coût efficace à l'analyse génétique directe d'échantillon-à-réponse, et a ainsi l'incidence potentielle dans les domaines des diagnostics rapides de la maladie, du test environnemental et du dépistage de guerre biologique.

ANBC, abouti par Frederic Zenhausern, applique des avances en technologie microfluidic pour intégrer toutes les phases nécessaires d'analyse d'acide nucléique pour activer les systèmes diagnostiques moléculaires. Par exemple, ANBC partnering avec la Mayo Clinic, et les Sciences de la Vie d'IBM et l'Institut de Recherches Génomique De Translation, pour développer un dispositif « nano-génomique » intégré pour des études de mélanome.

Posté le 31 octobre 2003st

Date Added: Jan 16, 2004 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 10:20

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