Новости PCB - Применение технологий Loc и LoPCB для диагностики новой пневмонии

Today I will talk about some applications of Lopcb technologyin the epidemic.
после вспышки нового вируса, Необходимо как можно скорее провести Эпидемиологическое и клиническое обследование, and the emergence of COVID-19 has prompted people to urgently need to understand the transmission mode, степень тяжести, clinical symptoms and risk factors of this virus. эффективное тестирование не только подтверждает, что организм инфицирован вирусом, but also indicate the geographic location, степень, and transmission of the disease outbreak.

многие методы обнаружения и диагностики новых коронарных вирусов находятся на стадии разработки, и некоторые из них могут отличаться друг от друга; и другие люди могут обнаружить генетически похожие штаммы вируса. недавно разработанный набор тестовых реактивов основан на технологии, основанной на платформе лаборатории портативных чипов (LOC), которая позволяет обнаруживать, идентифицировать и отличить Мерс - CoV, SARS - CoV и COVID - 2019. Что касается вирусов, то в комплекте интегрированы два молекулярно - биологических приложения: реакция полимеразной цепи (ПКР) и микроматричный анализ ДНК. для получения результатов традиционных комплектов для тестирования на вирусы PCR требуется один день, в то время как для получения последних комплектов Loc требуется всего два часа, а технология Loc может быть результатом разработки мощных новых диагностических приборов и оборудования для обнаружения в реальном масштабе времени. ключ.

Loc - это устройство для интеграции одной или нескольких лабораторных функций в одну интегральную схему. Loc - это аппаратура для микро - электрической системы (МЭС), выполняющая функции « микро - всеобъемлющей аналитической системы» (micro total analysis systems, именуемой в дальнейшем « микро - анализатор»). В общем, для управления микрожидкостью используются принципы управления микротечением. На самом деле микрофлюиды - это метод моделирования природного состояния для проведения небольших химических экспериментов. биомедицинская микросистема (биомедицинская микросистема) стала частью аппаратуры MEMS для биомедицинских исследований и медицинских микроэлементов с уделением особого внимания механическим компонентам и технологии микропроизводства. К числу конкретных видов применения относятся Диагностика заболеваний, химический мониторинг и распространение наркотиков. рынок биотехнологий развивается очень быстро. Многие из оборудования « биомс» уже зарегистрированы. чаще всего это датчик сахара в крови. технология Loc, основанная на микрожидкостях, также обладает огромным потенциалом для крупномасштабной коммерциализации.

Loc не является новой технологией. In fact, В конце 90 - х годов, по мере развития микропредприятий, the industry has developed a fully automated LoC for integrated sample preparation, гидравлическое управление, and biochemical analysis. Methods derived from semiconductor manufacturing technology can transform experimental and analytical protocols into a chip structure containing interconnected reservoirs and paths (Figure 2). использование электрической силы или давления для управления жидкостью по выбранному пути равносильно созданию клапанов и насосов, способных выполнять работу, включая распределение, mixing, инкубация, reaction, разделение и проверка образцов.
The first commercially available LoC product on the market came out in 1999. молекулы, используемые для анализа ДНК и РНК, protein and cell assays, больше 7,000 units have been sold worldwide. Этот биологический анализатор Loc использует пробные реагенты и чипы для обработки нуклеиновых кислот, proteins, & ячейки на одной платформе, and sets the industry standard for RNA analysis and sequencing. за последнее десятилетие стремительно развивалась технология Loc для комплексного химического и биохимического анализа. Хотя эта технология используется главным образом в медицине, его основные технологии применяются к различным аналитическим и контрольным функциям, and logically conforms to the concept of "Unicom World"

Многие материалы могут быть использованы для производства микроструктуры, включая стекло, жесткий полимер и эластомер. имеющиеся технологии включают в себя цифровое фрезерование, литье и фотолитографию. Имеющиеся исходные материалы - это кремний, поскольку технология изготовления основана на производстве полупроводников, и в настоящее время разрабатываются альтернативные процессы в связи с требованиями к характеристикам конкретных материалов, снижением производственных издержек и ускорением производства образцов. эта отрасль демонстрирует все более сложные чипы, но из - за отсутствия развитой технологии коммерческого производства лишь немногие из них могут быть зарегистрированы на бирже. в последнее время технология печати 3D стала альтернативой производству жидкого оборудования и может заменить технологию мягкого микротравления, что является предпочтительным методом быстрого изготовления проб. Однако существующие технологии не являются единообразными, и по - прежнему отсутствует определенность в отношении того, какие процессы и материалы в конечном счете будут использоваться для проведения обширной диагностики.

The basic components of LoC

The components of LoC are (Figure 3):
электрофорез: separation column
2. микрожидкость: канал, valves-pumps and мешалка
3. Biochemical detectors and sensors
4. микроуправляемый кристалл

электрофорез

Under the action of an electric field, a mixture of similar molecules flows to a liquid electrode (anode or cathode) on different media (such as paper, glass, студень, liquid) to separate large molecules (that is, фрагмент ДНК, blood or other proteins). Этот метод уже используется для разделения и очистки молекул организмов. Each molecule flows through the medium at a different speed, зависит от заряда и его размера, and finally flows to the anode or cathode at a unique speed

Figure 4: LoC analysis sequence using electrophoresis in microfluidics

2. Microfluidics
The customized application of fluid technology is combined with traditional precision processing technology, such as wet сортhing, сухое травление, deep reactive ion etching, распыление, anode bonding and fusion bonding, etc., to manufacture fluid dynamic channels and fluid sensors for various LoCs, химический детектор, separation capillaries, mixers, filters, pumps and valves (Figure 4).

поток в микроканалах является ламинарным и может селективно обрабатывать ячейки в микроканалах, массивах или биохимических реакциях. интегрирование микроэлектроники, микромеханизмов и микрооптических технологий на одной и той же основной пластине для обеспечения автоматического управления оборудованием, сокращения человеческих ошибок и эксплуатационных расходов.

3. Biochemical detectors and sensors
The detectors, датчики и электроды могут быть устройствами ChemFET и BiofET C - MOS с особыми мембранами или диффузионными слоями, чувствительными к химическим или биологическим молекулам. датчики и электроды являются электрическими элементами, чувствительными к различным химическим или биологическим молекулам, и позолоченный, silver, платина или палладий, etc. and corresponding metal salts

4. микроуправляемый кристалл
микроуправляемый кристаллs are a set of microchannels etched or molded on materials (glass, кремний, or polymers like PDMS) to achieve the required functions (mixing, отсос, classification, биохимический контроль, etc.) ). The network (the interface between the micro world and the macro world) formed by the micro channel (the interface between the micro world and the macro world) is connected to the outside through the input (inlet) and output (outlet) pierced on the chip.

LoC material

In the past few years, the industry has developed a variety of LoC materials. первый материал - кремний конца 90 - х. The microelectronics industry developed various methods of precision machining of silicon (MEMS) for the manufacture of accelerometers for airbag sensors. затем, materials developed from silicon wafers to glass and later polymers. недавно, the use of печатная плата более популярны различные бумажные материалы.

When manufacturing LoC, использование кремния и стекла имеет много преимуществ, but the cost is also the highest. особенно полимеры печатная плата s-have become a new choice because various materials can be found in the market and the integration of electronic productsand various printing technologies can be achieved.