Laborator pe un cip

Laborator on a chip ( ing.  lab-on-a-chip sau micro total analysis systems , abreviat LOC; µTAS), sau microsisteme de analiză completă , este un dispozitiv miniatural care permite una sau mai multe procese (bio)chimice în mai multe etape să se efectueze pe un singur cip cu o suprafață de la câțiva mm 2 până la câțiva cm 2 și utilizând cantități micro- sau nanoscopice de probe pentru prepararea probelor și reacții.

Descriere

Pentru a crea laboratoare pe un cip, se folosește microtehnologia , folosind imprimante 3D , fotolitografie , micro- și nanofluidice , design de precizie, nanosenzori și alte tehnici utilizate în producția de sisteme microelectromecanice (MEMS). Laboratoarele de pe un cip diferă de biomicrocipurile convenționale, care efectuează de obicei o singură reacție (de exemplu, hibridizarea acizilor nucleici ), prin capacitatea de a efectua transformări chimice secvențiale ale probelor inițiale, inclusiv etapele de separare, concentrare, amestecare a produselor intermediare, mutându-le în diferite microcamere de reacție și citirea rezultatelor finale. . Principalele avantaje ale Labs on a Chip sunt ușurința în utilizare, viteza mare de analiză, un număr mic de probe și reactivi necesari pentru a obține un rezultat și o bună reproductibilitate a rezultatelor datorită utilizării tehnologiilor standard și a echipamentelor automate în timpul producției și utilizare. În viitor, astfel de sisteme vor putea reduce semnificativ costurile și vor face mai accesibile tehnologiile de cercetare desfășurate în prezent în laboratoare specializate folosind echipamente scumpe, de exemplu, diagnosticarea bolilor oncologice și infecțioase poate fi efectuată direct la patul pacientului sau efectuarea unei analize exprese a poluării mediului în domeniu . . Construcția unor astfel de dispozitive este mult facilitată de crearea unui set universal de componente (care nu sunt greu de recreat folosind o imprimantă 3D), din care poate fi creat un nou dispozitiv în câteva minute. [1] [2] . Există, de asemenea, perspectiva unor viitoare aplicații ale laboratoarelor pe un cip ca microreactoare în chimia sintetică, precum și microdispozitive pentru diagnosticarea rapidă de laborator , de exemplu, prin PCR .

Vezi și

• Microhidrodinamica
• Microtehnologie
• Sisteme microelectromecanice
• comutator molecular
• Analiza multiplex
• Microfluidica pe bază de picături
• Microfiziometrie
• Micropompa
• micro supapă
• Microfluidica pe baza de hartie
• Cultura de celule microfluidice
• Spectroscopia modulației microfluidice

Note

1. ↑ Elemente discrete pentru microfluidica 3D . Consultat la 23 septembrie 2014. Arhivat din original la 17 noiembrie 2018. (nedefinit)
2. ↑ Componentele modulare asemănătoare Lego fac construirea „laboratoarelor-pe-un-cip” 3D într-o clipă . Data accesului: 23 septembrie 2014. Arhivat din original la 22 septembrie 2014. (nedefinit)

Literatură

• Bhargava, KC și colab. (2015). Prezicerea comportării circuitelor microfluidice realizate din elemente discrete . sci. Reprezentant. 5, 15609; doi : 10.1038/srep15609
• Au, AK, Bhattacharjee, N., Horowitz, LF, Chang, TC și Folch, A. (2015). Automatizare microfluidică imprimată 3D. Lab on a chip, 15(8), 1934-1941. doi : 10.1039/C5LC00126A
• Rogers, C.I., Qaderi, K., Woolley, A.T. și Nordin, G.P. (2015). Dispozitive microfluidice imprimate 3D cu supape integrate . Biomicrofluidics, 9(1), 016501. Descrierea detaliată a dispozitivului cu supape încorporate
• Chang, L., Hu, J., Chen, F., Chen, Z., Shi, J., Yang, Z., … și Lee, LJ (2016). Bioplatforme la scară nanometrică pentru interogarea celulelor vii: starea actuală și perspectivele viitoare. Nanoscale., 8, 3181-3206 doi : 10.1039/C5NR06694H
• Yazdi, A.A., Popma, A., Wong, W., Nguyen, T., Pan, Y. și Xu, J. (2016). Imprimarea 3D: un instrument în curs de dezvoltare pentru microfluidice noi și aplicații lab-on-a-chip . Microfluidics and Nanofluids, 20(3), 1-18. doi : 10.1007/s10404-016-1715-4 Cum se imprimă 3D un laborator pe un cip
• Zhang, Y. și Jiang, H. R. (2016). O revizuire a PCR microfluidice cu flux continuu în picături: progrese, provocări și viitor . Analytica Chimica Acta, 914, 7-16. doi : 10.1016/j.aca.2016.02.006
• Carreras, P., González, I., Gallardo, M., Ortiz-Ruiz, A., Morales, M.L., Encinas, J., & Martínez-López, J. (2021). Cultură de celule stem hematopoietice umane pe termen lung în micropicături. Micromachines, 12(1), 90. PMC 7830102 doi : 10.3390/mi12010090
• Venkatesan, S., Jerald, J., Asokan, P. și Prabakaran, R. (2020). O revizuire cuprinzătoare a tehnologiei microfluidicei și a aplicațiilor acesteia . Progrese recente în inginerie mecanică, 235-245. https://doi.org/10.1007/978-981-15-1071-7_20 Online ISBN 978-981-15-1071-7
• Agrawal, G., Ramesh, A., Aishwarya, P., Sally, J. și Ravi, M. (2021). Dispozitive și tehnici utilizate pentru obținerea și analizarea culturilor celulare tridimensionale. Progresul biotehnologiei, e3126. PMID 33460298 doi : 10.1002/btpr.3126
• Winkler S., Grünberger A., ​​​​Bahnemann J. (2021) Microfluidics in Biotechnology: Quo Vadis. În: . Progrese în inginerie biochimică/biotehnologie. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/10_2020_162 PMID 33495924
• Evgenios Bouzetos și colab., (2021). (R)evoluție-pe-un-cip . Tendințe în biotehnologie. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2021.04.009
• Krylach, IV, Fokina, MI, Kudryashov, SI, Veniaminov, AV, Olekhnovich, RO, Sitnikova, VE, ... & Uspenskaya, MV (2022). Flux de apă microfluidic pe suprafața de oțel acoperită cu MicroCoat® cu model laser. Applied Surface Science, 581, 152258. doi : 10.1016/j.apsusc.2021.152258

Link -uri