ميكروفلويديك الرقمية

ميكروفلويديك الرقمية ، وتسمى أيضا رقاقة مختبر التكنولوجيا ، لديها العديد من المزايا في مجال علوم الحياة . بما في ذلك إمكانية عالية من حيث قابلية ، فضلا عن ( نادرة أو مكلفة ) انخفاض كبير في استهلاك الكواشف أو عينات . وتشمل المزايا الهامة الأخرى قدرة تدفق عالية التي يوفرها النظام ، فضلا عن عدم الإفراط في استهلاك الطاقة بسبب صغر حجمها .

ميكروفلويديك الرقمية ، وتسمى أيضا رقاقة مختبر التكنولوجيا ، لديها العديد من المزايا في مجال علوم الحياة . بما في ذلك إمكانية عالية من حيث قابلية ، فضلا عن ( نادرة أو مكلفة ) انخفاض كبير في استهلاك الكواشف أو عينات . وتشمل المزايا الهامة الأخرى قدرة تدفق عالية التي يوفرها النظام ، فضلا عن عدم الإفراط في استهلاك الطاقة بسبب صغر حجمها . على وجه التحديد على النحو التالي :

مزايا ميكروفلويديك الرقمية :

1 - الحد من استهلاك الكواشف والعينات

إن microfluidic التكنولوجيا يمكن تحقيق السيطرة على حجم قطرات صغيرة أو حتى نانو لتر ، والتي لديها المزيد من المرونة ، ويقلل كثيرا من استهلاك كاشف ، ويحسن معدل استخدام كاشف عينة .

على سبيل المثال ، اختبارات تشخيصية تتطلب فقط 50 ميكرولتر من الدم من المريض ( حوالي حجم قطرة مطر ) لإجراء اختبارات متعددة ، والتي هي ذات أهمية كبيرة بالنسبة للمواليد الجدد .

سرعة التشخيص السريع

يمكن التحكم في حجم submicrolitre قطرات السائل ، وبالتالي تحقيق استجابة سريعة . هذه قطرات تعمل بسرعة في نظام أوتوماتيكي بالكامل ، مما يؤدي إلى نتائج سريعة ، وتحسين كفاءة التحليل والكشف .

بالتوازي مع تنفيذ العديد من الاختبارات

السائل التحكم القابلة للبرمجة يمكن إجراء تحليل متعددة في وقت واحد على نفس رقاقة ، إلى حد ما ، والحد من استهلاك القوى العاملة و تأثير خطأ بشري ، والحد من متطلبات الموظفين التقنيين .

4 ، وأداة منخفضة التكلفة ، وتحتل مساحة صغيرة

رقاقة تصميم بسيط ، منخفضة التكلفة ، والتدرجية ، يوفر الأساس لتحليل تدفق عالية ، لذلك اختبار منصة يقودها ميكروفلويديك ليس فقط يقلل من تكلفة الكاشف ، ولكن أيضا يقلل من تكلفة تصميم وتصنيع رقاقة .

المبدأ وطريقة العمل :

1 . قطرة تشكيل ومراقبة :

في الرقمية ميكروفلويديك ، السائل موجود في شكل قطرات صغيرة . . . . . . . كل قطرة يتم التحكم بشكل فردي على مجموعة من الأقطاب الكهربائية التي تولد الطاقة الكهربائية ( على سبيل المثال ، الحقل الكهربائي أو فرق الجهد الكهربائي ) عن طريق تطبيق حقل كهربائي المحلية ، مما تسبب في قطرات تتحرك على السطح .

أساسا استخدام تأثير ترطيب الكهربائية . في هذا المعنى ، قطرات تغيير زاوية الاتصال على أقطاب مختلفة وفقا للتغيرات في المجال الكهربائي ، وبالتالي دفع قطرات تتحرك في اتجاه معين .

2 . تأثير الترطيب الكهربائي :

عندما يتم تطبيق الجهد على القطب ، زاوية الاتصال بين القطرة و سطح القطب يتغير . إذا كان الحقل الكهربائي على القطب هو قوي بما فيه الكفاية ، قطرات سوف تتحرك في اتجاه المجال الكهربائي . التحكم في أقطاب مختلفة ، قطرات السائل يمكن أن تتحرك على كامل سطح رقاقة في مسار محدد سلفا .

3 . عملية مراقبة القطرة :

النقل : عن طريق تغيير الجهد الكهربائي مجموعة قطرات يمكن نقلها على طول مسار محدد سلفا . هذه الطريقة يمكن تحقيق دقة نقل قطرات السائل .

التوليف : رد فعل العديد من قطرات السائل يمكن أن تتلاقى في مواقع محددة لإجراء التفاعلات الكيميائية أو غيرها من العمليات . على سبيل المثال ، عن طريق تطبيق حقل كهربائي في منطقة معينة ، قطرات يمكن توليفها أو مختلطة مع مختلف الكواشف في موقع معين .

فصل و توزيع : قطرات مختلفة يمكن فصلها أو توزيعها من خلال تعديل الحقل الكهربائي . يمكن تحقيق تدفق عالية وتوزيع عينة العلاج .

في وقت مبكر من biochip تستند على فكرة ميكروأري الحمض النووي ، الزجاج ، البلاستيك أو السيليكون الركيزة التي شظايا الحمض النووي ( تحقيقات ) ثابتة على ميكروأري . على غرار ميكروأري الحمض النووي ، مجموعة من البروتينات هي مجموعة صغيرة ، حيث العديد من وكلاء التقاط مختلفة ( عادة الأجسام المضادة وحيدة النسيلة ) تترسب على سطح رقاقة . وهي تستخدم لتحديد وجود و / أو كمية البروتين في عينة بيولوجية ( مثل الدم ) . العيب من الحمض النووي والبروتين صفائف هو أنها لا يمكن إعادة بنائها أو توسيع تصنيعها . في الوقت الحاضر ، microfluidics الرقمية وقد وصفت بأنها وسيلة رقمية PCR .