Mikrofluidika, hogy mindent megtudjon ezekről a laboratóriumokról, ami egy cseppben elfér
Hatvan évvel ezelőtt jelent meg, hogy a mikrocsatornákban lévő folyadékáramlás szabályozása előrehaladott kutatást végzett, különösen az egészségügy, a biotechnológia és az élelmiszer-élelmiszeripar területén. Ma lehetővé teszi a komplex elemzések egyetlen cseppben történő elvégzését. Laurent Boitard, az induló Millidrop alapítója 2015-ben, amely automatizált megoldásokat forgalmaz a cseppekben található mikroorganizmusok elemzésére, részletesen bemutatja ezt az ígéretes szektort.
Az 1960-as évek óta kifejlesztve, az elektronika miniatürizálása nyomán a mikrofluidikának előnyös volt a fizikai jelenségek kisméretű megértésének előrelépése. Most lehetővé teszi elemzési egységek tervezését az elektronikus chip méretű trombocitákon, és ezáltal jobban tanulmányozhatja egyes szervek sejtjeinek viselkedését és a metabolizált oldatokat. A gének kutatásának fejlődésével ez a technológia új perspektívákat nyit meg. A hálózaton belüli cseppek ellenőrzése alapján lehetőséget nyújt számos teszt rövidebb időn belüli elemzésére. Hanem a vizsgált minták hatékonyabb nyomon követése, elkülönítése és kölcsönhatása is.
A mikrofluidika a tudomány és a technológia olyan területe, amely az áramlásokkal és azok mikroméretű csatornahálózatokban történő megvalósításával foglalkozik. Vulgáris módon összehasonlíthatjuk ezt a tudományt a miniatűr vízvezeték-szereléssel. Növekedése számos ipari területen jelentős, például biotechnológia, elemzés, kémiai szintézis és klinikai diagnózis. A mikrofluidika a biológia, a fizika, a kémia és a mérnöki út kereszteződésében áll. Kihasználja a mikroelektronika fejlődését, valamint azokat a fizikai jelenségeket, amelyek miniatürizálás útján zajlanak le ezeken a léptékeken.
1. Alapelvek
Miniatűr laboratórium
A miniatürizálás fogalma több mint fél évszázada domináns paradigma szinte minden tudományos és technológiai tudományágban. A legszembetűnőbb példa a katalizált félvezetők forradalmára, amikor 1958-ban feltalálták az első integrált áramkört, amely innovációt nagyrészt az elektronikai alkatrészek méretének és költségeinek csökkenése vezetett. Hasonlóképpen, a mikrofluidikus technológiák fejlesztése az elmúlt huszonöt évben a miniatürizálás előnyeinek átadására és hozzáadására összpontosított a biológia és a kémia területén.
Az ötvenes évek elején a Siemensnek köszönhetjük a mikrofluidika első alkalmazását: egy tintasugaras nyomtatófejet, amely nagyon vékony csöveket használ a tinta szállításához. De a mikroelektronika térnyerése, amely lehetővé tette a mikrostruktúrák, például szivattyúk, szelepek és csatornák integrálását, hozzájárulna a laboratóriumok chipen történő megszületéséhez. 1979-ben a Stanford kutatói fejlesztették ki az első miniatürizált gázkromatográfiás műszert. Tíz évbe telik, amíg a mikrofluidikumok alkalmazásai az Agilent Technologies vagy a Caliper Life Sciences által kerülnek forgalomba, amelyek kapilláris elektroforézist használnak a biokémiai elemzésekhez.
A mikrofluidika ugrást tett előre a 2000-es évektől, különösképpen a védelmi haladó kutatási projekt ügynökség (Darpa) támogatásának köszönhetően, amely az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának zavaros innovációra szakosodott ügynöksége hordozható miniatürizált megoldások keresésére törekszik. a biológiai hadviselésben részt vevő szerek. A Harvard kutatói ezért kifejlesztenek egy módszert a szilícium hagyományos litográfiai technikáinak leküzdésére, amelyek addig nagyon drágák voltak. A mikrofluidika demokratizálódásának és exponenciális növekedésének kezdete. Miközben a mikrofluidikus technológiákat alkalmazták a viszonylag egyszerű biológiai vizsgálatok ("immunvizsgálat", vérkémia, vérgáz) automatizálására, az új alkalmazások lehetővé teszik például a következő generációs szekvenálást (NGS) vagy az ágy melletti diagnosztikai vizsgálatokat. gondoskodás). Ma a mikrofluidikát genetikai elemzéshez, kapilláris elektroforézishez, DNS-amplifikációhoz, sejtbiológiához, proteomikához, diagnosztikához, gyógyszerkutatáshoz, molekulák vagy nanoanyagok szintéziséhez használják ...