Panasonic, partner fondamentale all'interno IMEC oggi 's umane + + programma, e IMEC ha presentato presso l'International Electron Devices Meeting a San Francisco vari componenti critici di un biomedica lab-on-chip del sensore che permette il rilevamento rapido di polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) nel DNA, come come una pompa miniaturizzati per on-chip generazione di alte pressioni, un filtro micropillar ottimizzato per separazione del DNA raggiungere record mondiale risoluzione e un rilevatore di SNP-chip che consente il rilevamento utilizzando volumi di campione molto piccolo.
Un SNP è un sostituto a singolo nucleotide in una sequenza di DNA che può provocare reazioni diverse da parte di persone di agenti patogeni e farmaci. Rilevamento di questi SNP è dunque diventando sempre più importante con il passaggio verso una maggiore assistenza sanitaria personalizzata.
Metodi esistenti per rilevare SNP richiedono molti passi esempio per l'elaborazione di strumenti medicali dedicati a laboratori medici. Tali prove alta intensità di manodopera, in termini di tempo e denaro. Inoltre, i campioni di sangue piuttosto grandi sono necessari. Un lab-on-chip dispositivo può portare enormi vantaggi sia per il paziente e il sistema sanitario. Tali dispositivi permettono veloce, facile da usare, conveniente metodi di prova che può essere eseguita ad orari regolari in uno studio medico o anche vicino al letto del paziente. Questo è molto interessante per point-of-care applicazioni come la medicina personalizzata.
Grazie alla combinazione di avanzate di micro-elettronica processi di fabbricazione con l'integrazione eterogenei, IMEC e Panasonic lo scopo di realizzare uno stato-of-the-art dispositivo a microfluidi per il rilevamento di SNP. Per fare questo, avanzati componenti microfluidic sono stati fabbricati e ottimizzato, come ad esempio una pompa miniaturizzati per on-chip generazione di alta pressione, un filtro micropillar ottimizzato per separazione del DNA raggiungere record mondiale risoluzione e un rilevatore di SNP permette on-chip rilevamento utilizzando volumi di campione molto piccolo.
L'unità di ingresso dei campioni sistema di rilevamento SNP volumi molto piccoli di sangue. Questa unità dispone di un ingresso miniaturizzato pompa ad alta pressione sulla base di un attuatore avanzato polimero conduttivo. Dopo l'ottimizzazione, l'attuatore genera alte pressioni (fino a 3MPa) a bassa tensione (1,5 V ~). La pressione alta è essenziale per generare un flusso di liquido attraverso l'unità successiva del sistema di rilevazione di SNP. L'on-chip funzionamento a bassa tensione è importante perché apre la strada verso l'autonomia e la portabilità del lab-on-chip del dispositivo.
Successivamente, l'unità di separazione del DNA con un filtro avanzato serie di micro-pilastro è stato sviluppato. Questa profonda-UV serie silicio fantasia pilastro è stato realizzato utilizzando la tecnologia MEMS avanzate. Si compone di molti micron scala pilastri, essendo tipicamente 20μm alta e con 1-2μm inter-pilastro distanza. L'array pilastro è utilizzata per la separazione del DNA sulla base di ioni-pair fase inversa (IR-RP) cromatografia liquida. IMEC e VUB (Vrije Universiteit Brussel), partner scientifico di IMEC, ottimizzato il pilastro a base di IR-RP tecnica di cromatografia liquida per la separazione del DNA. Ciò ha provocato la prima on-chip miniaturizzati sistema che permette la separazione veloce e altamente selettivo di brevi filamenti di DNA a doppio filamento che differiscono solo 50 coppie di basi di lunghezza. La risoluzione del sistema è la più alta del mondo e dimostra la possibilità di gestire 5 SNP allo stesso tempo nel sistema di rilevazione finale SNP.
Le altre unità funzionali del rivelatore SNP sono una unità per l'estrazione del DNA e la reazione a catena della polimerasi (PCR) utilizzando riscaldatori e sensori di temperatura, e un blocco di rilevazione SNP basati su sensori elettrochimici. La miniaturizzazione di questi sensori è di fondamentale importanza, dal momento che il volume minimo richiesto sensore determina il volume del prelievo di sangue necessario per la rilevazione SNP, e quindi le dimensioni di tutti i componenti del dispositivo. Scienziati di Panasonic e IMEC ha dimostrato capacità di rilevamento SNP utilizzando on-chip sensori di gestire un volume di piccolo come 0.5μL.
IMEC umane + + fornisce un programma multidisciplinare R & D per la piattaforma di partner industriali di collaborare per trovare soluzioni interessanti per l'industria per l'assistenza sanitaria futuro e esigenze di benessere, combinando nanoelettronica e della biotecnologia in sistemi eterogenei per diagnosi e terapia. Umano + + partner costruire su IMEC 25 anni di esperienza in esperienza micro-e nanoelettronica e in diversi ambiti sanitari rilevanti.