Lab-on-a-chip (LOC) ontwikkeling heeft omhooggeschoten in de afgelopen jaren als gevolg van voortdurende inspanningen in het benutten van microfluidics en μTAS naar de LOC design en functionaliteit te verbeteren. De duidelijke voordelen die zij schenken toepassingen zijn het indrukken van de commerciële mogelijkheden van het LOC.
LOC's zal een aanzienlijke impact hebben op de diagnose-industrie, zowel in termen van centrale lab analyse en point-of-care testen. Met de huidige wereldwijde markt voor diagnostiek ruim USD 25 miljard, LOC's hebben een enorm potentieel op dit gebied.
"Terwijl de conventionele laboratorium-analyse is tijdrovend, vervelend, en vereist dure apparatuur en goed opgeleid personeel, bench-top analyse in de LOC kunnen meerdere malen goedkoper en sneller", aldus analist Katherine Austin van Technical Insights , een business unit van Frost & Sullivan .
LOC's zijn ook het maken van hun merk in high throughput screening van geneesmiddelen. Analyse van de potentiële kandidaat-geneesmiddelen is een grootschalige en geautomatiseerd proces, waarbij technologie die een hogere nauwkeurigheid en doorvoersnelheid in vergelijking met standaard, macroschaal, geautomatiseerde apparatuur bereikt.
"Deze dynamische, in combinatie met de noodzaak om monstervolumes en reagens kosten te verlagen, maakt drug discovery en ontwikkeling een belangrijk doelwit voor LOC's die precisie bieden, flexibiliteit en gemak van gebruik," Dr Austin beweert.
De noodzaak om terrorisme en biologische oorlogsvoering te bestrijden is ook het rijden LOC onderzoek, waardoor het de 'next big thing' in bioanalytische applicaties. Naast de DNA-analyse, is er een groeiende vraag naar gemakkelijk te gebruiken analytische LOC systemen die de veiligheid van lucht, voedsel en water te garanderen.
Veel van het succes van de microfluidics en μTAS in het creëren van commercieel haalbare LOC apparaten, een groot deel te wijten aan waardoor technologieën zoals micro-elektromechanische systemen (MEMS), die de productie van meerdere identieke systemen in staat stelt tegelijk.
In Italië zijn de onderzoekers gebruik te maken van de voordelen van MEMS-technologie om een prototype silicium chip die een groot potentieel voor zowel de medische en milieu-aanvragen blijkt te ontwikkelen. De chip heeft uitstekende thermische eigenschappen, ideaal voor DNA-analyse technieken zoals polymerase chain reaction (PCR).
Microfluidics en μTAS onderzoekers overwegen ook het gebruik van polymeren en kunststoffen in het LOC ontwerp, om de kosten in verband met silicium en glas te verminderen. Ondanks de aanvankelijke compatibiliteitsproblemen, zijn onderzoekers leren met kunststof te werken door het toepassen van het oppervlak wijzigingen of coatings en het manipuleren van polymeerchemie.
Een aanzienlijk deel van de commerciële productie van LOC richt zich momenteel op de wegwerp chips, kaarten, of discs via goedkope spuitgieten. Deze LOC's zijn makkelijker te produceren en te behandelen, zodat de ontwikkeling van lagere kosten, meer robuuste en flexibele elektronische apparaten.