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Heute I wird sprechen über einige Anwendungen vauf
Nach die Ausbruch von die neu Virus, epidemiologisttttttttttche und klinisch Untersolcheungen muss be getragen raus als bald als möglich, und die Entstehung von COVID-19 hat aufgefürdert Menschen zu dringend Bedarf zu verstehen die Übertragung Modus, Schwere, klinisch Sympzume und Risiko Fakzuderen von dies Virus. Effektiv Prüfungen kann nicht nur bestätigen ob die Mensch Körper is infiziert mit die Virus, aber auch anzeigen die geographisch Stundodert, Umfang, und Übertragung von die Krankheit Ausbruch.
Eine Reihe von Methoden zur Erkennung und Diagnose von COVID-19 befinden sich in der Entwicklungsphalse, von denen einige dieses neue Virus gezielt erkennen können; Während undere genetisch ähnliche Virusstämme nachweisen können. Ein kürzlich entwickeltes Testkit verwendet eine Technologie, die auf einer tragbsindn Lab-on-Chip (LoC)-Plattfürm balsiert, die MERS-CoV, SARS-CoV und COVID-2019 in einem Test erkennen, identifizieren und unterscheiden kann. Für Viren integriert dieses Kit zwei molekularbiologische Anwendungen: Polymeralse KettenreaktIonen (PCR) und DNA Microarray Screening. Traditionelle PCR-Coderonavirus-Nachweiskseine benötigen einen Tag, um Testergebnisse zu erhalten, während die neuesten LoC-Testkits nur zwei Stunden benötigen, um Ergebnisse zu erhalten, und die LoC-Technologie kann das Ergebnis der Entwicklung leistungsstarker neuer diagnostischer Instrumente und Echtzeit-Testgeräte sein. Das Wesentliche.
LoC ist ein Gerät, das eine oder mehrere Laboderfunktionen auf einer einzigen integrierten Schaltung integriert. LoC-Ausrüstung ist eine Art mikro-elektromechanisches System ((MEMS)) Ausrüstung, die die Rolle von "Mikro-Total Analyse Systeme" (Mikro-Total Analyse Systeme, bezeichnet als µTAS). Im Allgemeinen verwendet es das Prinzip der mikrvonluidischen Steuerung, um Spurenmengen der Flüssigkeit zu steuern. Tatsächlich ist die MikroFlüssigkeitik eine Technik zur Durchführung kleiner chemischer Experimente, um den natürlichen Zustund zu imitieren. Biomedizinische mikroelektromechanische Systeme (BioMEMS) haben sich zu einem Zweig von MEMS-Geräten entwickelt, die in der biomedizinischen Foderschung und medizinischen Mikrogeräten verwendet werden, mit Schwerpunkt auf mechanischen Komponenten und Mikroherstellungstechnologie. Spezifische Anwendungen umfassen Krankheitserkennung, chemische Überwachung und Arzneimittelabgabe. Der Markt für BioMEMS-Technologie entwickelt sich sehr schnell. Viele BioMEMS Geräte sind bereits auf dem Markt. Der bekannteste ist der Blutzuckersensoder. Die auf MikroFlüssigkeitik basierende LoC-Technologie hat auch großes Potenzial für die großflächige Kommerzialisierung.
LoC is nicht a neu Technologie. In Tatsache, as früh as die verspätet 1990er Jahre, mit die Entwicklung von Mikroherstellung Technologie, die Industrie hat entwickelt a vollständig auzumatisiert LoC für integriert Probe Zubereitung, Flüssigkeit Manipulation, und biochemisch Analyse. Methoden abgeleitet von Halbleiter Herstellung Technologie kann transfürmieren experimentell und analytisch Prozukolle in a Chip Struktur enthaltend miteinunder verbunden StaVerwendungen und Pfade (Abbildung 2). Verwendung Elektromozur Kraft oder Druck zu Steuerung Flüssigkeit Strömung durch die ausgewählt Pfad is Äquivalent zu erstellen Ventile und Pumpen dass kann komplett Operationen, einschließlich Verteilung, Mischen, Inkubation, Reaktion, Probe Division und Erkennung.
Die zuerst kommerziell verfügbar LoC Produkt on die Markt kam raus in 1999. Es is verwendet zu analysieren DNA und RNA Biomolekül, Protein und Zelle Assays, und mehr als 7,000 Einheiten haben wurden verkauft weltweit. Dies LoC Bioanalysazur Verwendungen Probe Reagenzien und Chips zu Prozess Nuklei Säuren, Proteine, und Zellen on die gleiche Plattfürm, und Sets die Industrie Stundard für RNA Analyse und Sequenzierung. Die LoC Technologie dass integriert chemisch Analyse und biochemisch Analyse hat entwickelt schnell in die Vergangenheit Jahrzehnt. Obwohl dies Technologie is hauptsächlich verwendet für medizinisch Behundlung, its Grundlegende Technologie is geeignet for verschiedene Analyse Funktionen und Überwachung Funktionen, und logisch konform zu die Konzept von "Unicom Welt"
Zur Herstellung mikrvonluidischer Bauelemente können eine Vielzahl von Materialien verwendet werden, darunter Glas, starre Polymere und Elaszumere. Zu den verfügbsindn Technologien gehören CNC-Fräsen, Spritzgießen und Photolithographie. Verfügbsind Rohstvonfe sind Silizium, da die Fertigungstechnologie aus der Halbleiterfertigung abgeleitet wird und aufgrund der Anforderungen an spezifische Materialeigenschaften, Senkung der Produktionskosten und Beschleunigung der Probenherstellung eine Vielzahl alternativer Verfahren entwickelt wurde. Die Industrie hat immer komplexere Chips gezeigt, aber aufgrund des Mangels an ausgereifter kommerzieller Fertigungstechnologie können nur wenige von ihnen vermarktet werden. Die 3D-Drucktechnologie ist vor kurzem zu einer alternativen Methode zur Herstellung von Fluidgeräten geworden und kann die weiche Mikroätztechnologie ersetzen und die bevorzugte Methode für die schnelle Probenherstellung werden. Die bestehende Technologie ist jedoch nicht einheitlich, und es ist noch unklar, welches Verfahren und welches Material schließlich für eine Vielzahl von Diagnosen verwendet werden.
Die Grundkomponenten von LoC
Die Komponenten von LoC sind (Figure 3):
1. Elektrophorese: Trennung column
2. MikroFlüssigkeitik: Kanäle, Ventilpumpen und Mischer
3. Biochemikalie Detektoren und Sensoren
4. Micrvonluidic Chip
1. Elektrophorese
Unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes fließt eine Mischung ähnlicher Moleküle zu einer flüssigen Elektrode (Anode oder Kathode) auf verschiedenen Medien (wie Papier, Glas, Gel, Flüssigkeit), um große Moleküle (dh DNA-Fragmente, Blut oder undere Proteine) zu trennen. Diese Methode wurde verwendet, um Biomoleküle zu trennen und zu reinigen. Jedes Molekül fließt mit einer underen Geschwindigkeit durch das Medium, abhängig von der Ladung und seiner Größe, und fließt schließlich mit einer einzigartigen Geschwindigkeit zur Anode oder Kathode
Figure 4: LoC Analyse Sequenz Verwendung Elektrophorese in Mikrvonluidics
2. Micrvonluidics
Die kundenspezifisch Anwendung von fluid Technologie is kombiniert mit traditionell Präzision Verarbeitung Technologie, such as nass Ätzen, trocken Ätzen, tief reaktiv ion Ätzen, Sputtern, Anode Verkleben und Fusion Verkleben, etc., to Herstellung fluid dynamisch Kanäle und fluid Sensoren for verschiedene LoC, Chemisch Detektoren, Trennung Kapillaren, mixers, Filter, Pumpen und Ventile (Figure 4).
Der Fluss im Mikrokanal ist laminar, der die Zellen im Mikrokanal, Array oder biochemischen Reaktionen selektiv verarbeiten kann. Integrieren Sie Mikroelektronik, Mikromechanik und mikrooptische Technologien auf demselben Substrat, um automatische Anlagensteuerung zu realisieren, menschliche Fehler und Betriebskosten zu reduzieren.
3. Biochemikalie Detektoren und Sensoren
Die Detektoren, sensors und Elektroden kann be ChemFET und BioFET C-MOS Geräte mit Spezial Membranen or Diffusionen to machen sie empfindlich to chemisch or biologisch Moleküle. Sensoren und Elektroden are elektrisch Komponenten empfindlich to verschiedene chemisch Moleküle or Biomoleküle, und are galvanisiert mit Gold, Silber, Platin or Palladium, etc. und Entsprechend Metall salts
4. Mikrvonluidischer Chip
Micrvonluidic chips are a set von Mikrokanäle geätzt or geformt on Materialien (Glas, Silizium, or Polymere wie PDMS) to erreichen die erforderlich Funktionen (mixing, Pumpen, Klassifizierung, Steuerung of die biochemisch Umwelt, etc.) ). Die Netzwerk (die Schnittstelle zwischen die Mikro Welt and die Makro Welt) gebildet von die Mikro Kanal (die Schnittstelle zwischen die micro world and die Makro world) is verbunden to die draußen durch die Eingabe ((Einlass)) and Ausgabe ((Auslass)) durchbohrt on die chip.
LoC Material
In die Vergangenheit wenige Jahre, die Industrie hat entwickelt a Sorte of LoC Materialien. The frühestens material war Silizium in die verspätet 1990er Jahre. The Mikroelektronik Industrie entwickelt verschiedene Methoden of Präzision Bearbeitung of Silizium (MEMS) for die Herstellung of Beschleunigungsmesser for Airbag sensors. Anschließend, Materialien entwickelt von Silizium Wafer to Glas and später Polymere. Kürzlich, die Verwendung of PCB and verschiedene Papier Materialien is mehr beliebt.
Wann Herstellung LoC, die use of Silizium and glass hat viele Vorteile, aber die Kosten is auch die höchste. Polymere, insbesondere PCB s-haben werden a neu Wahl weil verschiedene Materialien kann be gefunden in the Markt and the Integration of elektronische Produkte and verschiedene Druck Technologien kann be erreicht.
