Цифровое микроуправление потоком

Цифровое микроуправление потоком, также известное как технология лаборатории чипов, имеет много преимуществ в области исследований в области наук о жизни. Включает в себя его высокий потенциал переносимости, а также значительное сокращение потребления (редких или дорогих) реагентов или образцов. Другие значительные преимущества включают в себя высокую пропускную способность системы и отсутствие чрезмерного энергопотребления из - за ее небольшого размера.

Цифровое микроуправление потоком, также известное как технология лаборатории чипов, имеет много преимуществ в области исследований в области наук о жизни. Включает в себя его высокий потенциал переносимости, а также значительное сокращение потребления (редких или дорогих) реагентов или образцов. Другие значительные преимущества включают в себя высокую пропускную способность системы и отсутствие чрезмерного энергопотребления из - за ее небольшого размера. В частности:

Преимущества цифрового микроконтроля:

Сокращение потребления реагентов и образцов

Технология микроконтроля потока может обеспечить контроль объема капель микролитра или даже нанолитра, этот метод управления дискретными каплями имеет большую гибкость, значительно снижает потребление реагентов и улучшает использование реагентов и образцов.

Например, диагностический тест требует всего 50 микролитров крови (размером примерно с одну каплю дождя) от пациента, чтобы сделать несколько тестов, что имеет большое значение для новорожденного.

2.Быстрая диагностика.

Можно контролировать капли субмикролитра, что позволяет быстро реагировать. Эти капли работают быстро в полностью автоматизированных системах и быстро дают результаты, повышая эффективность анализа и обнаружения.

Параллельное проведение нескольких тестов

Можно автоматизировать и программировать управление жидкостью, что позволяет одновременно проводить несколько анализов на одном и том же чипе, что в определенной степени снижает затраты рабочей силы и влияние человеческих ошибок и снижает требования к техническому персоналу.

4, низкая стоимость прибора, небольшая площадь

Простая конструкция чипа, низкая стоимость и высокая масштабируемость чипа обеспечивают исследовательскую основу для анализа высокого потока, поэтому платформа тестирования, управляемая микропотоком, не только снижает стоимость реагента, но и значительно снижает затраты на проектирование и производство чипа.

Принципы и методы работы:

1. Каплеобразование и контроль:

В цифровом микроконтроле жидкость присутствует в виде крошечных капель. Каждая капля контролируется отдельно на электродной решетке, и электрод генерирует электричество (например, электрическое поле или разность напряжений электрода) путем наложения местного электрического поля, так что капля перемещается по поверхности.

В основном используется электроувлажняющий эффект. В этом эффекте капли изменяют угол контакта на разных электродах в зависимости от изменения электрического поля, тем самым толкая капли в определенном направлении.

2. Электросмачивающий эффект:

При наложении напряжения на электрод изменяется угол контакта капли с поверхностью электрода. Если электрическое поле на электроде достаточно прочное, капля будет двигаться в направлении электрического поля. Управляя различными электродами, капли могут перемещаться по заданному пути по всей поверхности чипа.

3. Операции контроля капель:

Переработка: изменяя напряжение электродной решетки, капли могут двигаться по заданному пути. Этот способ передвижения позволяет точно переносить капли.

Синтез и реакция: несколько капель могут собираться в определенном месте для химических реакций или других операций. Например, путем применения электрического поля в определенной области капли могут синтезировать или смешивать различные реагенты в определенном месте.

Разделение и распределение: различные капли могут быть разделены или распределены путем регулирования электрического поля. Можно обеспечить высокое распределение потока и обработку проб.

Ранние биологические чипы были основаны на идее микромассива ДНК, который представлял собой стеклянную, пластиковую или кремниевую пластину, на которой фрагменты ДНК (зонда) были закреплены на микромассиве. Подобно ДНК - микромассиву, белковый массив представляет собой микромассив, в котором многие различные уловители (обычно моноклональные антитела) оседают на поверхности чипа. Они используются для определения наличия и / или количества белков в биологических образцах (например, крови). Недостатком ДНК и белковых массивов является то, что они не могут быть ни реконструированы, ни рекомбинантны для расширения после производства. В настоящее время цифровое микроуправление потоком описывается как средство цифрового PCR.