Лаборатории-на-чипе: роль Че Гевары

AlChE ЖУРНАЛ

Перспектива

Лаборатории-на-Chip: Роль Че

Лаборатории-на-чипе технологии - миниатюризация, химических, биологических и биохимических анализов - может революционизировать способ лаборатории манипуляции выполняются, прогнозирует Андреа В. Чоу, директор по микрофлюидики Caliper технологий корпорации (Mountain View, CA). Основное преимущество миниатюризации резкого сокращения расхода реагентов, что означает экономию во многих приложениях. Два других важных, хотя и менее очевидны, выгоды интеграции и автоматизации. Интеграция нескольких процессов или функций на единой платформе предлагает преимущества быстрого анализа раза, а иногда и роман, синергетический потенциал, который не может быть достигнута иначе. Автоматизация позволяет более точные и воспроизводимые операций, что приводит к повышению качества данных. Все три преимущества обеспечивают высокую пропускную способность, высокое качество эксперимента сложных процессов, чау объясняет.

Вкладка-на-чипе система обычно состоит из микрочипа, инструмент для контроля и обнаружения, компьютер с программным обеспечением контроля и анализа данных, а также пробы и реагентов. Функциональная интеграция суб-компонентов в микрочип, а также системную интеграцию всех четырех компонентов, являются ключевыми проблемами в развитии этой технологии в жизнеспособных коммерческих продуктов, утверждает, чау-чау.

Одна система интеграции внимание это решение, как год раздела одноразовых и nondisposable компонентов. Например, включающее множество функций, в том числе микро-насосы для приведения потока и микро-датчиков для обнаружения, чип сам по себе может сделать чип слишком дорого, если он будет выбрасываться после использования. Разумной альтернативы иметь пассивный каналов на чипе, с потоком приводным механизмом и обнаружения оптики включены в документ, который не является одноразовой и в меньшей степени зависит от стоимости.

Подробных функциональных спецификаций для микросхем определяются конкретные анализов, выполняемых в чипе. Разработчики должны учитывать такие факторы, как: характеристики реагентов и продуктов для анализов; перевозки жидкостей и реагентов, порядок сложения для реагентов и их перемешивания требованиям; химии и биохимии реакции, и кинетика его; разработать критерии для реактора, требования для разделения продуктов реагентов до обнаружения, количество тепла или потребления каждой операции подразделений и управленческого теплового потока в страну и из стружки; ли блок операции непрерывного потока или пакетной обработки; параметры масштабирования и многие другие.

В некотором смысле, лаборатория-на-чипе можно рассматривать как аналог scaleddown химического завода по переработке, так как многие функции аналогичны. Таким образом, Чоу считает, что инженеры-химики могут внести значительный вклад в этой захватывающей области науки. "Их фундаментальную подготовку в механике жидкости, тепло-и массообмена, реакция химии, масштабирование законов и т.д., идеально подходит для исследователей и разработчиков в этой новой области. Как возможностей для химической технологии развиваются и расширяются, учебный план занятий в коллоидов и поверхностей науки , физической химии, биохимии и клеточной технологии и обработка материалов дальнейшего повышения значения химических инженеров на местах ", говорит Чжоу.

Для более детального обсуждения этой темы см. в августовском выпуске журнала Айше / Журнал.