المبدأ الأساسي والتصميم
مايكرو نقطة السائل نظام يقوم على التوتر السطحي السيطرة على التكنولوجيا الدقيقة fluidic لتحقيق دقة توزيع السوائل . المبدأ الأساسي هو السيطرة على تشكيل شكل قطرات من خلال ضبط المعلمات مثل سرعة الاستغناء عن نقطة قطرها ، الاستغناء عن المسافة و اللزوجة . على سبيل المثال ، باستخدام التوازن الديناميكي بين التوتر السطحي و قوة لاصقة ، الاتصال الاستغناء عن طريقة يمكن أن تشكل بقعة موحدة في ميكرون الدقة . من خلال الاستفادة المثلى من المعلمات هندسية من القناة ، سلبية قطرة تشكيل التكنولوجيا ( مثل تي على شكل هيكل تدفق طريقة التجميع ) يمكن أن تجعل من إعداد عالية الإنتاجية مونوديسبيرسي قطرات .
تكوين النظام والتكنولوجيا الرئيسية
هندسة الأجهزة
· الاستغناء عن وحدة : بما في ذلك الدقة إبرة ، نظام مراقبة الضغط ، وحدة التحكم في درجة الحرارة ، لضمان استقرار اللزوجة الغراء الاستغناء عن الاتساق .
ملاحظة : وحدة متكاملة نظام التصوير المجهري ، في الوقت الحقيقي التقاط قطرات تشكيل عملية التصحيح الجودة ، ودعم دينامية المعلمة التكيف .
رقاقة ميكروفلويديك : متعدد الطبقات PDMS هيكل أو تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد المتكاملة قطرة جيل ، والخلط ، وغسل وحدة لتلبية احتياجات متعددة الخطوات من ردود الفعل .
تكنولوجيا التحكم الذكي
• آلة التعلم الخوارزمية المستخدمة في أتمتة تصميم القطرة ، وتوقع أفضل معايير التشغيل من خلال نموذج تدريب البيانات التاريخية ، وتقصير فترة التطوير بشكل ملحوظ .
• حلقة مغلقة نظام التغذية المرتدة يجمع بين استشعار الضغط مع تحليل الصور لتحقيق التكيف الذاتي السيطرة على حجم القطرة وتوزيعها .
ثالثاً - التحديات والحلول الرئيسية
استقرار القطرة : تقليل خطر القطرة الانصهار والكسر من خلال تحسين تركيز بالسطح و نسبة سرعة تدفق مرحلتين .
السيطرة على بقايا : استخدام السلس الجدار الداخلي تصميم نابض التنظيف التكنولوجيا للحد من تأثير بقايا الغراء في ميكروتشانيلس على العمليات اللاحقة .
عملية معقدة التكامل : تطوير " مايكرو غسالة " وحدة لتحقيق دينامية استبدال السائل في القطرة ، ودعم متعدد الخطوات عملية الكشف البيولوجي .
تطبيق نموذجي المشهد
الطب الحيوي
• في خلية واحدة تحليل مجموعة النسخ ، قطرات صغيرة تستخدم حاويات مستقلة رد فعل لتحقيق تدفق عالية تسلسل الجينات وفحص المخدرات .
• متعدد تحليل عينات الدم الصغيرة ( 10 ميكرولتر ) ، من خلال قطرات التعبئة والتغليف لتحسين حساسية الكشف ، ودعم المراقبة الصحية الدقيقة .
2 - التصنيع الدقيق
• في مجال الالكترونيات الدقيقة التعبئة والتغليف ، وتستخدم على نطاق النانو طلاء الغروانية رقاقة الربط ، وضمان الأداء الكهربائي والاستقرار الحراري للجهاز .
• إعداد مونوديسبيرسي النانوية ، حجم وشكل المواد التي تسيطر عليها قطرات قالب الأسلوب .
خامساً - التوجهات المستقبلية
عملية معقدة قطرة قطرة متعددة المراحل التعشيش التكنولوجيا المتقدمة لتحقيق السيطرة المكانية والزمانية العزلة بين التفاعلات الكيميائية والبيولوجية الثقافة .
دمج تقنيات الكشف عن مضان العلامات ، رامان الطيفي وغيرها من أساليب الكشف في الموقع ، وتحسين القدرة على رصد ردود الفعل في الوقت الحقيقي قطرات .
التصنيع الأخضر : تعزيز المواد القابلة للتحلل رقائق ميكروفلويديك للحد من التلوث في التطبيقات الطبية والصناعية .