新型微流体芯片可以识别水和食物中的有害粒子

[据I-Micronews网站2013年6月27日报道]一个可用于细胞分析的制备3维微结构的新工艺将被证明在反暴力和水与食品安全上是有用的。美国弗吉尼亚理工学院电子与计算机工程系微机电系统实验室进行的该项研究是IEEE MEMS系统期刊上近期一篇论文的主题。此实验室开发了一项新型精密加工技术以制备3维聚合物微流体器件。美国国家科学基金会向此实验室授予35.31万美元,以运用此精密加工技术开发“3D-πDEP”新型微芯片。3D-πDEP代表“3维钝化电极,绝缘体介电泳”,用于识别病原体。美国国家科学基金会的投资使研究者可以集中精力进行水传播病原体的隔离,此病原体是“每年在全世界夺去250万条生命,给人类健康带来巨大挑战”中的挑战之一。根据世界卫生组织介绍,自20世纪60年代起从环境中隔离致病菌的方法并没有显著改变,那时第一次采用对样品化学处理方法以消除背景生物。过去研究者主要使用2维微流体结构,因为此制造类型更为简单。采用该实验室开发的3维器件工艺,可以定制流体通过器件的通道和腔体的形状。这种制造工艺的优势在于采用相当经济的工艺在一个微流体圆角化结构中创建3维可变通道和腔体,以及其它可定制形状。这些形状是重要的,因为它们类似于自然形成的生存环境,除了病原体识别外允许使用3维精密加工技术。例如,人体血管中,细胞组织相互作用,并与循环通道内的周围环境相互作用,血管各种分支和接头有可变的直径。只有在此条件下,研究者可以在人体外真正研究细胞生物学,就好像在活体内开展研究一样。这种新型微流体芯片制备技术可以更逼真地再现细胞真实生存条件结构。为了制备3维结构,研究者使用了聚二甲基硅氧烷,其弹性近似于橡胶,此材料由于其透明性、生物兼容性和低成本而得到广泛应用。实验室的可靠和低成本技术可用于制备聚二甲基硅氧烷通用3维结构。微流体器件能够用于诱捕和分选生物体,比如细菌、病毒和细胞。采用这种灵敏度和吞吐量都高于2维器件的新型3维器件,研究者可以对其应用做出预言,从水和食物安全到反生化恐怖主义,并通过寻找体液内的异常细胞来增进卫生健康。

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