時(shí)間:2018-11-19 10:08:55來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
微流控器件的復(fù)雜制備過程一直困擾著微流控技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。
近日,科學(xué)家利用多材料3D打印技術(shù),開發(fā)了一套微流控集成處理系統(tǒng),該系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)設(shè)的二維碼指令,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)液體處理的各種基本功能,包括液滴的定量產(chǎn)生和存儲(chǔ)、液體混合、生物監(jiān)測(cè)等。該工作刊登在最新一期的英國(guó)皇家化學(xué)協(xié)會(huì)LabonaChip上,并以封底文章形式進(jìn)行報(bào)道。
微流控集成系統(tǒng)實(shí)物圖
該集成系統(tǒng)主要由主板和微流芯片兩部分構(gòu)成。主板直接由多材料3D打印機(jī)打印成型,主板上集成了三個(gè)微流體泵,多個(gè)微流體閥和一組篩分系統(tǒng),提供液體的運(yùn)輸、供給、篩分等基本功能。主板周圍提供接口,可以根據(jù)用戶具體需求,連接多塊微流體芯片,從而實(shí)現(xiàn)不同的功能,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高度定制化。主板結(jié)構(gòu)部分由硬質(zhì)光敏樹脂構(gòu)成,提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;功能部分(閥)由軟質(zhì)光敏樹脂構(gòu)成,提供操控流體的閥操作。如此復(fù)雜的集成系統(tǒng)可以由多材料3D打印技術(shù)一次制備完成,避免了傳統(tǒng)微流控系統(tǒng)的復(fù)雜制備過程。
微流控集成系統(tǒng)元件
文章展示了一系列可以通過多材料3D打印技術(shù)直接制作的微流體元件,例如A,B圖所示的微流體泵,可以直接由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng);C,D圖所示雙膜閥,克服了在閥操作過程中存在的“溢流”問題;E,F圖所示篩分系統(tǒng),可以通過壓力膜的調(diào)節(jié),進(jìn)行主動(dòng)篩分和被動(dòng)篩分。
微流控集成系統(tǒng)工作流程
整套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化,通過二維碼進(jìn)行任務(wù)輸入并自動(dòng)解析和執(zhí)行任務(wù)。文章展示了指定數(shù)目的不同組分液滴依次產(chǎn)生并存儲(chǔ)在指定的微流控芯片中。存儲(chǔ)液滴的芯片可以方便取出并進(jìn)行后續(xù)的檢測(cè)工作。
微流控集成系統(tǒng)應(yīng)用
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