Chip Micro Flux kỹ thuật số

Chip điều khiển dòng chảy vi mô kỹ thuật số đề cập đến việc kiểm soát các giọt chất lỏng không liên tục. Công nghệ cốt lõi nằm trong việc sử dụng mạch điện tử để kiểm soát sức căng bề mặt của chất lỏng, do đó kiểm soát việc sản xuất, di chuyển, tách, hợp nhất và các hoạt động khác của các giọt. Chìa khóa cho công nghệ vi lưu lượng kỹ thuật số là để đạt được sự riêng biệt của dòng chảy chất lỏng. Trong điều khiển dòng chảy nhỏ dựa trên giọt này, các giọt hoạt động như các bình phản ứng riêng biệt, được điều khiển riêng bằng hiện tượng ướt điện trên môi trường đặc biệt (EWOD).

Chip điều khiển dòng chảy vi mô kỹ thuật số đề cập đến việc kiểm soát các giọt chất lỏng không liên tục. Công nghệ cốt lõi nằm trong việc sử dụng mạch điện tử để kiểm soát sức căng bề mặt của chất lỏng, do đó kiểm soát việc sản xuất, di chuyển, tách, hợp nhất và các hoạt động khác của các giọt. Chìa khóa cho công nghệ vi lưu lượng kỹ thuật số là để đạt được sự riêng biệt của dòng chảy chất lỏng. Trong điều khiển dòng chảy nhỏ dựa trên giọt này, các giọt hoạt động như các bình phản ứng riêng biệt, được điều khiển riêng bằng hiện tượng ướt điện trên môi trường đặc biệt (EWOD).

Sử dụng nguyên tắc làm ẩm điện môi (EWOD), điều khiển vi lưu kỹ thuật số có thể thực hiện các hoạt động xử lý, tách, trộn và các hoạt động khác của giọt, do đó hoàn thành quá trình tiền xử lý mẫu sinh học được thử nghiệm. Thông thường các mẫu dưới dạng giọt chất lỏng tồn tại trong chip cấu trúc nẹp hai lớp, điện áp điều khiển lập trình được sử dụng để thay đổi sức căng bề mặt của giao diện chất lỏng rắn để biến dạng giọt, do đó điều khiển các giọt theo đường dẫn và phương pháp được thiết lập trước để di chuyển, tách và trộn. Công nghệ này có thể thúc đẩy các loại thuốc thử mẫu nước khác nhau (ví dụ: chất lỏng lysis, chất tẩy rửa, protease, chất lỏng lai, v.v.) hoạt động trong các phạm vi chức năng khác nhau. Theo các hệ thống thuốc thử khác nhau, kết hợp với điều khiển từ, điều khiển nhiệt độ và các mô-đun điều khiển khác, các hoạt động phân tích như cracking, chiết xuất, làm sạch, rửa, khuếch đại, lai, phát hiện axit nucleic có thể được thực hiện trên một chip duy nhất.

Ứng dụng công nghệ Micro Flow:

Các thiết bị thường sử dụng các hạt từ tính, nhíp quang học, chiết xuất chất lỏng hoặc hiệu ứng thủy động lực học để tách và chiết xuất các phân tích cần thiết.

Ví dụ, các giọt có thể đi qua một loạt các điện cực trên thiết bị đến các điện cực từ, nơi các hạt từ tính được chức năng hóa, cho phép chúng liên kết với các phân tích mục tiêu.

Tiếp theo, các giọt di chuyển trên nam châm, từ trường được loại bỏ và các hạt từ tính có thể lơ lửng trong các giọt. Từ trường sau đó được phục hồi để giữ các hạt trong khi làm cho các giọt di chuyển. Lặp lại quá trình trên và đi kèm với rửa và rửa bộ đệm để tạo ra phân tích tinh khiết.

Bước này đã được thử nghiệm với kháng thể hemoprotein huyết thanh kháng người, chứng minh tiềm năng của công nghệ vi lưu lượng kỹ thuật số trong miễn dịch học.

Do kích thước mẫu nhỏ hơn được sử dụng bởi kỹ thuật này, việc chiết xuất các nguyên lý sinh học thường khó khăn hơn. Tuy nhiên, sự kết hợp giữa công nghệ điều khiển này và hệ thống chất lỏng vĩ mô có thể vượt qua rào cản này.

Công nghệ vi lưu lượng kỹ thuật số cũng đã được áp dụng để tạo ra các thiết bị xét nghiệm miễn dịch đơn giản hóa và mở rộng quy trình thử nghiệm phức tạp bằng cách tự động phân phối, trộn, nuôi cấy và rửa các phân tích trên chip trong các tình huống xét nghiệm miễn dịch không đồng nhất. Một số ví dụ bao gồm xét nghiệm insulin người, troponin I, TSH (hormone kích thích tuyến giáp) và 17-beta estradiol.

Ngoài ra, nó có thể được kết hợp với phổ khối để giảm sử dụng dung môi và thuốc thử, đồng thời giảm thời gian cần thiết để phân tích.