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今日はLopcb技術の疫病発生におけるいくつかの応用についてお話しします。新型ウイルスが爆発した後、できるだけ早く疫学と臨床調査を行わなければならないが、新型コロナウイルスの出現は人々にこのウイルスの伝播方式、深刻度、臨床症状と危険要素を理解する必要があることを促した。有効な検査は人体がウイルスに感染しているかどうかを確認するだけでなく、疾病の爆発の地理的位置、程度、伝播を指示することもできる。
新型コロナウイルスを検出し診断する多くの方法は開発段階にあり、その中のいくつかの方法はこの新型ウイルスを特異的に検出することができる、遺伝子が似ているウイルス株を検出できるものもあります。最近開発された検出キットは、MERS-CoV、SARS-CoV、2019コロナウイルス病を1回の検出で検出、識別、区別できる携帯型チップ実験室（LoC）プラットフォームに基づく技術を使用している。ウイルスに対して、このキットはポリメラーゼ連鎖反応（PCR）とDNAマイクロアレイスクリーニングの2つの分子生物学的応用を集積した。従来のPCRコロナウイルス検査キットは1日で検査結果を得ることができたが、最新のLoC検査キットは2時間で結果を得ることができ、LoC技術は強力な新型診断機器とリアルタイム検査装置を開発した結果かもしれない。本質。
LoCは、1つの集積回路に1つ以上の実験室機能を集積する装置です。LoCデバイスは、「ミクロ全体分析システム」（ミクロ全体分析システム、略称µTAS）の役割を果たすミクロ電気機械システム（MEMS）デバイスである。一般に、マイクロ流体制御の原理を用いて微量液体を制御する。実際、マイクロ流体は自然状態をシミュレートするための小規模な化学実験を行う技術である。生物医学マイクロメカニカル電気システム（BioMEMS）は、生物医学研究や医療用マイクロデバイスのためのMEMSデバイスの分岐として発展し、機械部品やマイクロ製造技術に専念している。具体的な応用には、疾病検査、化学モニタリング、薬物送達が含まれる。バイオMEMS技術の市場発展は非常に速い。多くのBioMEMSデバイスが発売されています。最もよく知られているのは血糖センサーです。マイクロ流体に基づくLoC技術も大規模な商業化の大きな潜在力を持っている。
LoCは新しい技術ではありません。実際、1990年代末には、マイクロ製造技術の発展に伴い、サンプルの製造、流体操作、生化学分析を統合するための完全自動化されたLoCが開発された。半導体製造技術に由来する方法は、実験および分析プロトコルを相互接続メモリと経路を含むチップ構造に変換することができる（図2）。選択した経路を通る流体の流れを制御するために起電力または圧力を使用することは、分配、混合、培養、反応、サンプル分割、検出を含む、動作を完了できるバルブとポンプを作成することに相当します。市場初の商用LoC製品が1999年に登場した。DNAやRNA生体分子、タンパク質、細胞分析に用いられ、世界で7000台以上販売されている。このLoCバイオアナライザは、試料試薬とチップを用いて同じプラットフォーム上で核酸、タンパク質、細胞を処理し、RNA分析と配列決定のために業界標準を設定した。ここ10年来、化学分析と生化学分析を一体化したLoC技術は急速に発展している。この技術は主に医療に用いられるが、その基礎技術は各種分析機能と監視機能に適しており、論理的には「世界をつなぐ」という概念に合致している
ガラス、剛性ポリマー、エラストマーなどの微小流体デバイスを製造するために、様々な材料を使用することができる。従来技術には、NCミリング、射出成形、リソグラフィが含まれる。使用可能な原材料はシリコンであり、製造技術は半導体製造に由来し、特定の材料特性への要求により生産コストが削減され、サンプル製造が加速されたため、現在では様々な代替プロセスが開発されている。同業界はますます複雑なチップを示しているが、成熟した商業製造技術が不足しているため、発売できるチップは少数しかない。3 D印刷技術は最近、流体装置を製造する代替方法となり、ソフトマイクロエッチング技術の代わりに高速サンプル製造の第一選択方法となる可能性がある。しかし、従来技術は統一されておらず、最終的にどのプロセスと材料を用いて大量の診断を行うかは定かではない。
LoCの基本コンポーネント
LoCの構成部分は（図3）：1である。電気泳動：分離カラム2。マイクロ流体：チャネル、バルブ、ポンプ、ミキサー3。生化学検出器とセンサ4。マイクロフロー制御チップ
1.電気泳動
電場の作用下で、類似分子の混合物は、高分子（すなわちDNA断片、血液、または他のタンパク質）を分離するために、紙、ガラス、ゲル、液体などの異なる媒体上の液体電極（陽極または陰極）に流れる。この方法は生体分子の分離と精製に使用されている。電荷とその大きさに応じて、分子ごとに異なる速度で媒体を流し、最終的には独特の速度でアノードまたはカソードに流れる
図4：マイクロ流体における電気泳動を用いたLoC解析シーケンス
2.マイクロ流体は流体技術のカスタム応用と伝統的な精密加工技術を結合し、例えば湿式エッチング、ドライエッチング、深反応イオンエッチング、スパッタリング、陽極結合と溶着など、各種LoC、化学検出器、分離毛細管、混合器、フィルタ、ポンプとバルブのために流体動力学通路と流体センサを製造する（図4）。
マイクロチャネル中の流れは層流であり、マイクロチャネル、アレイ、または生化学反応中の細胞を選択的に処理することができる。マイクロ電子、ミクロ力学とミクロ光学技術を同一基板上に集積し、設備の自動制御を実現し、人為的ミスと操作コストを削減する。
3.生化学検出器及びセンサ検出器、センサ及び電極は、化学又は生体分子に敏感になるように、特殊な膜又は拡散層を有するChemFET及びBioFET C−MOSデバイスであってもよい。センサーと電極は各種の化学分子や生体分子に敏感な電気素子であり、金、銀、白金、パラジウムなどと対応する金属塩がめっきされている
4.マイクロフロー制御チップマイクロフロー制御チップは、必要な機能（混合、ポンプ、分類、生物化学環境の制御など）を実現するために、材料（ガラス、シリコン、PDMSなどのポリマー）上にエッチングまたは成形されたマイクロチャネルのセットである。マイクロチャネル（ミクロ世界とマクロ世界のインタフェース）によって形成されたネットワーク（ミクロ世界とマクロ世界のインタフェース）は、チップに装着された入力（入口）と出力（出口）を介して外部と接続されている。
LoC材料
この数年間、同業界はさまざまなLoC材料を開発してきた。最初の材料は1990年代末のシリコンだった。マイクロエレクトロニクス工業は、エアバッグセンサの加速度計を製造するための各種シリコン（MEMS）精密加工方法を開発した。その後、材料はシリコンシートからガラスとその後のポリマーに発展した。近年、プリント基板や各種紙材料の使用が一般的になっている。
LoCを製造する際にシリコンやガラスを使用することには多くの利点がありますが、コストも最高です。ポリマー、特にPCBsは、市場ではさまざまな材料を見つけることができ、電子製品とさまざまな印刷技術の統合を実現することができるため、新しい選択肢となっています。
