Dispositivos de Microfluidic Usando Princípios de Integração Eletrônica - Nova Tecnologia

Avança durante o processo de desenvolvimento dos dispositivos da laboratório-em-microplaqueta, que encolhem e simplificam potencial análises laboratoriais como análise do ADN, foram moderados pela maior parte pela complexidade inerente dos sistemas que estão tentando substituir. A análise do ADN exige geralmente um laboratório completamente dos instrumentos e dos diversos dias obter resultados.

Mas agora uma equipe dos pesquisadores no relatório da Universidade Estadual do Arizona que fizeram diversos avanços na área do projecto, da fabricação microfluidic e da integração componentes, trazendo a tecnologia ao ponto onde a análise do ADN poderia ser feita simplesmente e significativamente em menos tempo do que exigido hoje. Os pesquisadores estão pedindo suas ideias do que assentou bem no rei da integração em escala reduzida - circuitos integrados micro-electrónicos (IC).

“Nós tomamos basicamente algumas das ideias preliminares da integração eletrônica e aplicamo-las aos dispositivos microfluidic. Esta plataforma nova é chamada IC microfluidic,” disse o Pisco de peito vermelho Liu, gestor de projecto no Centro para Nano-Ciência biológica Aplicada (ANBC) Instituto do Projecto do Arizona no Bio. “A novidade aqui é em vez de ter elétrons flui entre microplaquetas eletrônicas, com microfluidics que nós temos quantidades muito minúsculas de se mover fluido entre microplaquetas.”

Liu e seus colegas detalham seus resultados da pesquisa em um artigo, “Revelação do sistema microfluidic integrado para a análise genética.” O artigo é o artigo de capa do Jornal De outubro de 2003 SPIE de Microlithography, de Microfabrication e de Microsistemas.

Liu disse que as vantagens de dispositivos microfluidic integrados incluem poder construir dispositivos sofisticados das peças relativamente simples, modularidade dos componentes, normalização de microplaquetas microfluidic e a capacidade para obstruir dentro e desconectar partes específicas de um sistema total.

“Tradicional, cada vez que você muda o procedimento do bio-ensaio em um dispositivo microfluidic, você tem que remodelar uma microplaqueta inteira,” ele explicou. “Isto complica tudo, porque então o processo da fabricação tem que ser mudado, a integração tem que ser mudado, o projecto tem que ser mudado, tudo tem que ser mudado.

“Usando uma aproximação do circuito integrado, nós podemos trocar um dos componentes simplesmente desconectando o e obstruindo em um diferente para conseguir funcionalidades diferentes do sistema total,” Liu disse. “É uma plataforma muito flexível e quando você precisa de mudar o ensaio (um teste específico) ou você precisa de mudar as reacções, você apenas desconecta o módulo e obstrui dentro um módulo diferente.”

O artigo descreve diversas aproximações à integração de funcionalidades complexas no microfluidics. Incluem a revelação dos micromixers, dos microvalves, da captação da pilha, de micro dispositivos da reacção em cadeia da polimerase e de métodos novos para fazer as peças intrincadas, minúsculas fora dos plásticos.

Mas é a integração, reunir destas peças díspares, para trabalhar em um macacão, contudo o sistema operativo da acta, de que é o avanço o mais importante, Liu disse.

“De um ponto de vista das integrações isto simplifica o conjunto,” disse. “Em vez de pôr cada componente em um único dispositivo, uma microplaqueta pode ser um microvalve, uma microplaqueta pode ser um micropump. Nós construímos realmente o sistema total montando as partes.

“Esperançosamente, este será o procedimento padrão para o microfluidics no futuro,” adicionou. “Apenas como o circuito integrado é o padrão para a microeletrônica.”

O resultado final seria um dispositivo microfluidic que pudesse dramàtica simplificar alguns procedimentos da análise do laboratório. Por exemplo, um dispositivo tão microfluidic podia ser usado para fornecer a análise directa da amostra-à-resposta de amostras do ADN. Isto é, um técnico de laboratório poria o sangue de um paciente em uma extremidade do dispositivo e forneceria a exibição dos dados do ADN (nas horas ou nas actas em vez dos dias) se o paciente tem uma determinado doença, cancro ou VIH.

Um dispositivo inteiramente tão integrado não exigiria nenhuma fonte da pressão externo, armazenamento fluido, bomba mecânica, ou válvula que é necessária para a manipulação fluida, eliminando a contaminação possível da amostra e simplificando a operação do dispositivo. Este dispositivo fornece uma solução eficaz na redução de custos para dirigir a análise genética da amostra-à-resposta, e tem assim o impacto potencial no campos de diagnósticos rápidos da doença, do teste ambiental e da detecção da guerra biológica.

ANBC, conduzido por Frederic Zenhausern, aplica avanços na tecnologia microfluidic para integrar todas as etapas necessárias da análise do ácido nucleico para permitir sistemas diagnósticos moleculars. Por exemplo, ANBC partnering com a Clínica de Mayo, e Ciências da Vida do IBM e o Instituto de Investigação Translational da Genómica, para desenvolver um dispositivo “nano-genomic” integrado para estudos da melanoma.

31 de outubro de 2003 Afixadost

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

Last Update: 12. June 2013 10:32

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