明尼蘇達大學(xué)雙城研究小組開發(fā)了一種新的微流控芯片，用于診斷疾病，該芯片使用最少的組件，并且可以通過智能手機無線供電。這項創(chuàng)新為更快、更實惠的家庭醫(yī)學(xué)檢測打開了大門。研究人員的論文發(fā)表在Nature Communications上。
微流體涉及對非常小規(guī)模的液體的研究和操作。該領(lǐng)域最流行的應(yīng)用之一是開發(fā)“芯片實驗室”技術(shù)，或創(chuàng)建能夠從非常小的生物樣本(例如血液或尿液)診斷疾病的設(shè)備的能力。
科學(xué)家們已經(jīng)有了用于診斷某些疾病的便攜式設(shè)備——例如快速 抗原測試。然而，設(shè)計更復(fù)雜的診斷芯片(例如，可以識別 的特定菌株或測量葡萄糖或膽固醇等生物標志物)的一大障礙是它們需要如此多的移動部件。
像這樣的芯片需要材料來密封內(nèi)部的液體，泵和管道來操縱液體，以及電線來激活這些泵——所有這些材料都難以縮小到微觀水平。明尼蘇達大學(xué)雙城分校的研究人員能夠創(chuàng)造出一種無需所有這些笨重組件即可運行的微流體裝置。
“研究人員在電子設(shè)備縮放方面取得了極大的成功，但處理液體樣品的能力并沒有跟上，”明尼蘇達大學(xué)雙城分校電氣與計算機工程系教授、資深教授 Sang-Hyun Oh 說該研究的作者。“毫不夸張地說，最先進的微流控芯片實驗室系統(tǒng)組裝起來非常耗費人力。我們的想法是，我們可以去掉覆蓋材料、電線和泵嗎?讓一切變得簡單嗎?”
許多芯片實驗室技術(shù)通過在微芯片上移動液滴來檢測樣本內(nèi)的病毒病原體或細菌。明尼蘇達大學(xué)研究人員的解決方案的靈感來自于葡萄酒飲用者熟悉的一種特殊的現(xiàn)實世界現(xiàn)象——由于酒精蒸發(fā)引起的表面張力，酒瓶內(nèi)形成的“腿”或長水滴。
使用 Oh 實驗室在 2010 年代初開創(chuàng)的一項技術(shù)，研究人員將微型電極非常靠近地放置在一個 2 cm x 2 cm 的芯片上，從而產(chǎn)生強大的電場，將液滴拉過芯片并產(chǎn)生類似的液體“腿”檢測里面的分子。
標簽：
免責(zé)聲明：本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！