Jednorazové mikrofluidické zariadenia vytvorené pomocou bežného voskového papiera

Anonim

Jednorazové mikrofluidické zariadenia vytvorené pomocou bežného voskového papiera

veda

Ben Coxworth

27. januára 2011

2 obrázky

Jeden z mikrofluidických papierových testovacích prúžkov fluoreskujúcich modrou na indikáciu prítomnosti hemoglobínu (foto: Birck Nanotechnology Center, Purdue University)

Prístroje Lab-on-a-chip pracujú tak, že nasmerujú malé vzorky kvapaliny prostredníctvom malých "mikrokanálov" zabudovaných do malej platformy a používajú sa na analýzu kvapalín v medicínskom a vedeckom prostredí. Začiatkom tohto týždňa sme informovali učiteľa strednej školy, ktorý vynašiel spôsob vytvárania takýchto zariadení pomocou priehľadného filmu a fotokopírovania. V súčasnosti vedci z Indiana Purdue University oznámili novú metódu ich výroby pomocou papiera. Zatiaľ čo predchádzajúce prístupy zahŕňali položenie voskov alebo iných hydrofóbnych (vodoodpudivých) materiálov na hydrofilný (absorbujúci vodu) papier, táto metóda používa hydrofóbny papier nakúpený v obchode a vytvára mikrokanály vypálením vodotesného povlaku laserom,

V súčasnosti sa zariadenia na laboratóriu na čipách používajú pomocou fotolitografie alebo technikou leptania na vytvorenie mikrokanálu na malých sklenených alebo plastových plošinách. Analyzovaná kvapalina musí byť potom čerpaná cez tieto kanály pomocou malých čerpadiel a ventilov.

Proces Purdue začína pásikom obyčajného vosku alebo pergamenového papiera, ako je ten, ktorý sa používa na varenie. Akonáhle laser vypaľuje vosk v presných líniách, bodoch a vzorkách, podkladový základný hydrofilný papier je vystavený. Mikročastice na báze kremíka sú tiež umiestnené v kľúčových umiestneniach, ktoré pomáhajú priťahovať kvapalinu cez kanály. Rovnako ako u konvenčných testov na papierových pásikoch, kvapalina je nakoniec natiahnutá na činidlo, ktoré spôsobí zmenu farby papiera, ak je v kvapaline prítomná špecifická chemikália. S využitím mikrokanálov by sa na testovanie rôznych chemikálií v rámci tej istej vzorky mohli použiť rôzne časti papierového pásu.

Ako cvičenie s dôkazom koncepcie vedci spracovali časť papiera luminolom, ktorý sa používa na zistenie prítomnosti hemoglobínu v krvi. Keď sa do papiera zaviedla krv, luminol fluoreskuje modrou farbou.

Oblasť mikrofluidík papiera nie je úplne nová, ale tento konkrétny prístup je nárokovaný ako oveľa jednoduchší ako to, čo predchádzalo. "Náš proces je oveľa jednoduchší, pretože práve používame laser na vytváranie vzorov na papieri, ktoré si môžete zakúpiť komerčne a je už impregnovaný hydrofóbnym materiálom, " povedal Babak Ziaie, profesor Purdue pre elektrické a počítačové inžinierstvo a biomedicínske inžinierstvo. "Jedná sa o proces s jedným krokom, ktorý by mohol byť použitý na výrobu lacného diagnostického nástroja pre rozvojový svet, kde si ľudia nemôžu dovoliť drahšie analytické technológie."

Výskumníci z Pennsylvánskej štátnej univerzity oznámili niečo podobné v novembri minulého roka - papierové testovacie prúžky, ktoré naznačujú, kedy sú pripravené na čítanie prostredníctvom bodky, ktorá mení farbu, že kvapalina prechádza cez mikrokanály vo voskovom povlaku.

Výskum Purdue bol nedávno publikovaný v časopise Lab on Chip .

Výskumníci vytvorili novú metódu vytvárania zariadení typu lab-on-a-chip pomocou voskového papiera zakúpeného v obchode (Foto: Birck Nanotechnology Center, Purdue University)

Jeden z mikrofluidických papierových testovacích prúžkov fluoreskujúcich modrou na indikáciu prítomnosti hemoglobínu (foto: Birck Nanotechnology Center, Purdue University)