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融入纤维的微流控装置有望成为全新生化检测利器-js金沙3983官方网站

发布者: 金沙3983娱乐官网网址-js金沙3983官方网站发布时间:2020-10-25

js金沙3983官方网站|麻省理工学院(MIT)的研究人员早已将扰流控技术统合到单根纤维中,从而可以以更加简单的方式处置更加大量的流体。研究人员凭借这种方法以求构建多种新的应用于,特别是在是在医疗测试领域。由电子工程师、材料科学家和微系统技术专家构成的多学科团队早已研发出有一种方法,解决问题微流触装置不能在微观尺度用于的挑战。

如麻省理工学院新闻稿中所述,这样就能不断扩大微流触装置的用于范围。目前微地下通道面对的容许微流触装置是具备微地下通道的小型系统,可用作化学或生物医学的测试和研究,如处置微小血滴并展开测试。一般来说,这些装置被生产在类似于微型芯片的结构上,获取一种以微观体积混合、分离出来和测试流体的方式。

图片表明了麻省理工的研究人员如何在长纤维中统合导线和微流触地下通道,并展出了细胞分选的能力——将活着细胞从杀细胞中分离出来出去,因为这两种细胞对电场的反应有所不同。以绿色表明的活细胞被拉向地下通道的外边缘,而杀细胞(以红色表明)则被冲到中心,容许它们被送到分开的地下通道到目前为止,微流触装置对那些必须更加大量液体来检测微量物质的程序而言协助并不大。然而,研究人员在新闻发布会上回应,麻省理工学院的研究工作转变了这一现状,将扰流控技术引进全新的“宏观”方法。该项目的主要研究人员之一,麻省理工学院的研究生RodgerYuan回应,这项工作也非常丰富了微流触装置的尺寸和形状自由选择。

目前,微流触装置受限于这种系统所用于的硅晶圆尺寸,某种程度也容许了流体流到的地下通道形状。Yuan认为,“过去20年内,大多数微流触研究都使用芯片形式展开,因为微加工方法十分限于于在简单排序下制作高精度地下通道。”现有的微流触装置只有正方形或矩形横截面,Yuan补足道,“硅片技术非常适合制作矩形横截面的微流触装置,除此之外的其他拒绝则必须专业技术。

该技术也能制作三角形横截面的微流触装置,但仅限于某些特定角度。”突破硅技术的一种新方法由Yuan及其团队研发的基于光纤的新方法通过构建地下通道内各种横截面形状来突破硅片技术的局限,还包括星形、十字形或蝴蝶结状。

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类似应用于,如那些必须在生物样品中自动分选有所不同种类细胞的应用于不会找到这些新的形状将十分简单。Yuan说,“我们讲解了一种以纤维方式制作微流触装置的新方法,该方法与传统基于芯片的形式比起具备诸多优势。”研究人员用于被称作实成型件的超大聚合物圆柱体研发纤维。

它包括最后纤维所需的清楚形状和材料,但形状更加多。这样需要协助研究人员以十分准确的配备已完成制作。科学家们将实成型件冷却并读取到液塔中去。

实成型件被纳过燃烧室,燃烧室将其膨胀成一根直径为实成型件直径四分之一的较宽纤维,并保有所有内部形状和排序。研究人员认为,该工艺的独有之处在于材料也被变长了1600倍。这意味著,例如100毫米宽(4英寸宽)的预成型件变为160米宽(大约525英尺)的纤维。

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麻省理工学院电气工程系由教授,专心于生物微技术研究的JoelVoldman回应,该方法使得研究人员需要解决现有微流触装置固有的长度容许。他之后说,“有时候,你必须加工很多材料,因为你所找寻的东西十分少见。”这使得该技术尤其限于于检测在流体中以十分小浓度不存在的微观物体,例如数百万长时间细胞中的少量癌细胞,因为“纤维可以给定变长,长度容许液体回到地下通道内并与之相互作用的时间显得更长。”Voldman说明道。

研究人员在《美国科学院院报》(ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,PNAS)上公开发表了一篇与他们的研究工作涉及的论文。与传统微流触装置比起的几处有所不同麻省理工学院团队研究人员研发的微流触装置与传统装置有几处有所不同。其一是微地下通道可以根据长度市场需求展开制作,容许不间断的液体流动。

一般来说的微流触装置通过在微型芯片上往返循环的方法制作宽地下通道,但由此产生的变形和包抄将有可能转变地下通道轮廓并影响液体流动的方式。新的微流触装置系统容许将电子元件(如导线)统合到纤维中,用于介电泳的方法操控细胞。细胞将受到地下通道两侧两根导线之间产生的电场的有所不同影响。

Voldman回应,为了测试该装置,研究人员用于这种办法来掌控电压,以便以低流速推展和夹住细胞。在试验中,他们将丧生细胞从活细胞中分选出来,检验了该装置继续执行此类任务的效率。Yuan回应,团队计划之后研发该装置,以强化其区分有所不同细胞微小差异的能力,并拓展其在其他领域的应用于。

他之后说,“首先,我们正在致力于更进一步研发细胞分离出来效率、通量和选择性,以限于于珍贵细胞分离出来,如从血液中分离出来循环肿瘤细胞。其次,我们很高兴我们的光纤流控平台需要适应环境细胞分离出来之外的新领域,我们期望光纤流控系统的独有性能需要解决问题各种应用于中的问题。”然而,研究人员也指出了他们不希望他们的方法代替目前的微流触策略,更好地是作为对微流触技术的补足,为以前无法构建的特定用途铺平道路。。

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