新发明将传统的微流体技能转变为开放式微流体技能

网络整理 2019-04-21 08:06

优雅的视觉对称重现艺术家MC ESCHER的事情

新发明将传统的微流体技能转变为开放式微流体技能

MFM设备的设计和制造由Pierre-Alexandre Goyette完成。该设备是一种由树脂制成的小探针,回收低本钱的3D打印工艺,并毗连到泵和打针器系统。

Polytechnique和McGill大学研究人员摸索的新要领基于微流体多极(MFM),这是一种同时流体吸入系统,通过很是小的外貌上相对的微开口吸入系统,安排在厚度小于0.1 mm的狭窄空间内。“当它们互相打仗时,这些流体喷射形成的图案可以通过用化学试剂染色来看到,”Gervais传授说。“我们但愿相识这些模式,同时开拓一种靠得住的MFM建模要领。”

该装置答允同时利用多种试剂来检测同一样品中的各类分子,这为生物学家节减了名贵的时间。对付某些范例的测试,阐明时间可以从几天淘汰到几个小时,甚至几分钟。另外,该技能的多成果性应使其可用于各类阐明进程,包罗免疫学和DNA测试。

“Juncker传授团队在牢靠在外貌上的抗体检测卵白质方面的专业常识对付打点该项目标生物学方面很是名贵,”生物医学工程博士生说。“通过阐明得到的功效验证了我的同事Étienne开拓的模子的精确性。”

为了领略这些模式,Gervais传授的团队必需为开放的多极流开拓一种新的数学模子。该模子基于称为共形映射的经典数学分支,通过将其简化为更简朴的几许形状来办理与巨大几许相关的问题(反之亦然)。

他表明说,随后,医药市场也将可以或许受益于这一发明所带来的筛选系统自动化的新要领。最后,它通过促进患者细胞造就和打仗各类药物来确定哪些药物最佳回响,为药物发明开发了一条新途径。

今朝,该研究团队开拓的技能针对的是基本研究市场。“我们的工艺可以同时将细胞袒露于很多试剂中,”Gervais传授说。“它们可以辅佐生物学家大局限研究卵白质和试剂之间的彼此浸染,从而增加阐明进程中得到的信息的数量和质量。”

“这将是液晶显示器的一种化学等价物,”Gervais传授表明说。“就像我们在屏幕上移动电子的方法一样,我们会发送各类浓度的流体射流,这些流体会与外貌产生回响。它们会形成一个图像。我们很兴奋可以或许推进这个项目,为此我们已得到姑且专利。“

微流体是指微标准设备中的流体哄骗。凡是称为“片上尝试室”,微流体系统用于研究和阐明很是小局限的化学或生物样品,代替用于传统生物阐明的极其昂贵和繁琐的仪器。通过麻省理工学院技能评论,2001年将“改变世界的10项新兴技能”列入个中,微流体被认为是生物学和化学的革命性,因为微处理惩罚器已经用于电子和IT,它合用于庞大的市场。

Gervais传授的团队已经在思量他的项目标下一步:开拓一个显示化学图像的屏幕。

利用3D打印建造设备

因此,该要领是一个完整的东西箱,不只可以模仿息争释MFM中呈现的现象,还可以摸索新的设置。由于这种要领,此刻可以实现开放空间微流体测试的自动化,这种测试到今朝为止只是通过重复试验举办过摸索。

这种消除通道的技能与传统的微流体技能在某些范例的阐明中具有精采的竞争优势。实际上,闭合通道微流体装置的经典设置提供了若干缺点:通道横截面的局限增加了细胞在造就时所担当的应力; 它们与细胞造就尺度 - 造就皿不相容,这使得该行业很难回收它。

从头诊断措施和医疗处理惩罚后续动作

“当受到共形映射时,流体喷射碰撞发生的图案形成了对称的图像,让人想起荷兰艺术家MC Escher的画作,”这位对视觉艺术布满热情的年青研究员增补道。“但远远超出其美学吸引力,我们的模子答允我们描写分子在流体中移动的速度以及它们的浓度。我们为多达12个顶点的所有大概系统设置界说了有效法则,以发生多种多样的活动和扩散模式。“

走向微流体显示器?

博士生ÉtienneBoulais首先开拓了一个模子来研究多流偶极子(只有两个开口的MFM)中的微喷射碰撞,然后依靠这个数学理论,将模子外推到具有多个开口的MFM。“我们可以用象棋游戏举办类比,个中有一个版本有四个玩家,然后六个或八个,应用空间变形同时保持沟通的游戏法则,”他表明道。

本日,这个年青的学科,在2000年月开始以微通道网络构成的关闭系统开始起飞,它自己正在被综公道工学院和麦吉尔大学的研究人员发明的基础改变,这增强了理论和尝试基本。开放空间微流体学。

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