Unità di Microfluidic Facendo Uso dei Principi di Integrazione Elettronica - Nuova Tecnologia

Avanza in via di sviluppo delle unità del laboratorio-su-chip, che restringono e potenzialmente semplificano le prove di laboratorio come l'analisi del DNA, in gran parte sono stati temperati dalla complessità inerente dei sistemi che stanno provando a sostituire. L'analisi del DNA richiede solitamente un laboratorio in pieno degli strumenti e di parecchi giorni di ottenere i risultati.

Ma ora un gruppo dei ricercatori al rapporto di Arizona State University che hanno fatto parecchi avanzamenti nell'area di progettazione, di montaggio microfluidic e di integrazione componenti, portanti significativamente la tecnologia al punto in cui l'analisi del DNA potrebbe essere fatta semplicemente ed in meno tempo di quanto richiesto oggi. I ricercatori stanno prendendo in prestito le loro idee da che cosa ha stato bene al re di integrazione su scala ridotta - i circuiti integrati microelettronici (IC).

“Abbiamo catturato basicamente alcune delle idee primarie di integrazione elettronica e se le siamo applicate alle unità microfluidic. Questa nuova piattaforma è chiamata IC microfluidic,„ ha detto Robin Liu, project manager al Centro per Nano-Scienze biologiche Applicate (ANBC) al Bio- Istituto di Progettazione dell'Arizona. “La novità qui è invece di avere elettroni scorre fra i chip elettronici, con il microfluidics che abbiamo importi molto minuscoli di muoverci fluido fra i chip.„

Liu ed i suoi colleghi dettagliano i loro risultati della ricerca in un articolo, “lo Sviluppo del sistema microfluidic integrato per l'analisi genetica.„ L'articolo è la notizia da copertina del Giornale Dell'ottobre 2003 SPIE di Microlithography, della Microfabbricazione e dei Microsistemi.

Liu ha detto che i vantaggi delle unità microfluidic integrate comprendono potere sviluppare le unità specializzate dalle parti relativamente semplici, la modularità delle componenti, la normalizzazione dei chip microfluidic e la capacità di inserire e disinserire le parti specifiche di un sistema globale.

“Tradizionalmente, ogni volta che cambiate la procedura di analisi biologica in un'unità microfluidic, dovete riprogettare un intero chip,„ lui avete spiegato. “Questo complica tutto, perché poi il trattamento di montaggio deve essere cambiato, l'integrazione deve essere cambiato, la progettazione deve essere cambiato, tutto deve essere cambiato.

“Facendo Uso di un approccio del circuito integrato, possiamo scambiare semplicemente una delle componenti disinserendola e tappando in differente per raggiungere le funzionalità differenti del sistema globale,„ Liu ha detto. “È una piattaforma molto flessibile e qualunque momento dovete cambiare l'analisi (una prova specifica) o voi dovete cambiare le reazioni, appena disinserite il modulo e tappate dentro un modulo differente.„

L'articolo descrive parecchi approcci all'integrazione delle funzionalità complesse in microfluidics. Comprendono l'elaborazione dei micromixers, dei microvalves, del bloccaggio delle cellule, di micro unità di reazione a catena della polimerasi e di nuovi metodi per la fabbricazione delle parti complesse e minuscole dalla plastica.

Ma è l'integrazione, riunire di queste parti disparate, lavorare in un camice, eppure il sistema operativo di minuto, che è l'avanzamento più importante, Liu ha detto.

“Da un punto di vista di integrazioni questo semplifica l'assembly,„ ha detto. “Invece di mettere ogni componente su un a un dispositivo, un chip può essere un microvalve, un chip può essere un micropump. Realmente sviluppiamo il sistema globale montando i pezzi.

“Eventualmente, questa sarà la procedura standard per il microfluidics in futuro,„ ha aggiunto. “Appena come il circuito integrato è lo standard per la microelettronica.„

Il risultato finale sarebbe un'unità microfluidic che può semplificare drammaticamente alcune procedure dell'analisi del laboratorio. Per esempio, così unità microfluidic ha potuto essere utilizzata per fornire l'analisi diretta di campione--risposta dei campioni del DNA. Cioè un tecnico di laboratorio metterebbe il sangue di un paziente in un'estremità dell'unità e fornirebbe la rappresentazione di dati del DNA (nelle ore o nei minuti invece dei giorni) se il paziente ha una malattia, un cancro o un HIV sicuro.

Un'unità completamente integrata non richiederebbe sorgenti di pressione esterna, archiviazione fluida, pompe meccaniche, o valvole che fossero necessarie per manipolazione fluida, eliminando la contaminazione possibile del campione e semplificando l'operazione dell'unità. Questa unità fornisce una soluzione redditizia all'analisi genetica di campione--risposta diretta e così ha impatto potenziale nei campi dei sistemi diagnostici rapidi di malattia, del test ambientale e della rilevazione di guerra biologica.

ANBC, piombo da Frederic Zenhausern, applica gli avanzamenti nella tecnologia microfluidic per integrare tutti i punti necessari dell'analisi dell'acido nucleico per permettere ai sistemi diagnostici molecolari. Per esempio, ANBC partnering con le Scienze Biologiche della Clinica di Mayo e di IBM e l'Istituto Di Ricerca Di Traduzione di Genomica, per sviluppare un'unità “nano-genomica„ integrata per gli studi del melanoma.

31 ottobre 2003 Inviatost

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

Last Update: 12. June 2013 10:24

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