Applications de Microfluidics

La technologie de Microfluidics a contribué aux puissants outils qui ont aidé l'avance beaucoup d'endroits de biologie. Les applications des systèmes microfluidic en chimie et biochimies ont augmenté en nombre au cours des années avec le développement des composantes et des procédés neufs pour l'injection, le mélange, le pompage, et le stock de liquides dans les microcanaux.

Bien que les techniques microfluidic aient progressé pendant les années récentes, plusieurs défis demeurent dans l'introduction des échantillons et de traiter une gamme des volumes. Les développements récents en nanotechnologies ont aidé l'amélioration des techniques microfluidic. Les microsystèmes ont révolutionné le développement des systèmes bioanalytical extrêmement sensibles qui peuvent analyser les échantillons complexes. Ces dispositifs trouvent des applications dans une gamme des endroits comprenant la diagnose clinique, la surveillance de pollution, la découverte de médicaments, et le dépistage de biohazard.

Études biologiques

Les systèmes de Microfluidic sont une plate-forme idéale pour des études biologiques dues à leurs avantages tels que des conditions inférieures d'échantillon, surface élevée, et empreinte de pas réduite de système. Les techniques ont été employées pour étudier des cellules ainsi que des organismes entiers. Elles ont simplifié les tâches autrement laborieuses telles que le contrôle de flux, la distribution de stimulus, et traiter animal.

Quelques micro-dispositifs ont été avec succès utilisés pour étudier le changement de l'activité neuronale en réponse aux stimulus spatiaux ou temporels. Les techniques de Microfluidic ont été très utiles dans la recherche sensorielle et de locomotion de comportement dans des labyrinthes. Cette technologie a également activé la représentation, phenotyping et examinant, et la régénération de nerf étudie.

Une des utilisations principales des systèmes microfluidic est l'isolement et l'étude biochimique des cellules. En fait, les études ont rapporté la mesure couronnée de succès de l'expression de galactosidase de β en cellules uniques d'Escherichia coli utilisant un système microfluidic.

Recherche de cellule souche

La recherche de cellule souche a immensément tiré bénéfice des avances en technologie microfluidic. La miniaturisation a activé des analyses plus profondes de cellule souche comparées aux méthodes traditionnelles. L'intégration de cette technologie avec des outils tels que la microscopie fluorescente offre une voie plus systématique d'étudier des cellules souche et montre également des applications médicales prometteuses.

Cependant, quelques aspects de microfluidics tels que la simplicité d'utilisation, des matières employées dans la production des dispositifs microfluidic, et l'intégration avec d'autres systèmes ont besoin adresser de sorte qu'elle puisse plus largement être appliquée aux problèmes complexes de recherches de cellule souche.

Biologie chimique

Gradients

Microfluidics permet la manipulation du flux laminaire des liquides dans des glissières, produisant de ce fait des gradients de concentration de plusieurs ordres de grandeur. Plusieurs études ont employé ces gradients pour analyser le transfert des neutrophiles dans des gradients de protéine et le chimiotactisme des neutrophiles humaines dans un gradient d'interleukine 8.

Structures de gel

Quand des systèmes microfluidic sont fabriqués utilisant la lithographie douce dans l'agar ou l'agarose, ils forment les microstructures biocompatibles qui peuvent agir en tant que récipients et peuvent être employées pour élever les cellules microbiennes en présence des molécules de phénotype-modification.

Choix

Des systèmes de Microfluidic comportant des choix croisés des microcanaux sont employés dans l'étude des interactions moléculaires avec des cellules ou des protéines. De tels systèmes ont été utiles dans beaucoup de types d'analyses comprenant ceux des microbes pathogènes et le dépistage des protéines dans les échantillons de sérum.

Gouttelettes

Microfluidics a été employé pour concevoir des systèmes capables de produire des gouttelettes liquides minuscules dans les microcanaux. Ces gouttelettes sont les volumes très minuscules (picoliters) et elles trouvent l'utilisation dans plusieurs applications intéressantes telles que les bioréacteurs liquides.

Microdiluters

Les diluants de Microfluidic exécutent une suite de dilutions sur des solutions ou des réactifs. Une fois utilisés dans les analyses ils se comportent comme 96 plaques bonnes mais emploient moins de réactif et sont relativement faciles à exécuter.

Recherche microbiologique

Les techniques de Microfluidic ont activé des études autrement impossibles des elegans de C. Les systèmes compacts neufs permettent l'analyse comportementale, les études de locomotion ou la culture microbienne à long terme sur la frite. La technique nouvelle aide des couples pour worm traiter et représentation qui facilite des études et des dépistages génétiques optogenetic.

Avec de nombreux avantages tels que la condition de petits volumes, les coûts réduits, et peu de rétablissement de rebut, microfluidics rend plusieurs investigations neuves possibles aux biologistes et aux biochimistes. Allant vers l'avant, le microfluidics jouera si tout va bien un rôle plus grand en développant des méthodes économiques pour des analyses unicellulaires, des analyses cellulaires, l'expression du gène profilant, et des examens critiques phénotypiques qui peuvent transformer la recherche de santé mondial.

Références

  1. http://ca.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-0470074833.html
  2. http://www.princeton.edu/psoc/publications/101112_Zhang_Applications-of-Microfluidics-in-Stem-Cell-Biology.pdf
  3. http://www.wormbook.org/chapters/www_microfluidics/microfluidics.html
  4. http://gmwgroup.harvard.edu/pubs/pdf/966.pdf
  5. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19763459

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Last Updated: Feb 26, 2019

Susha Cheriyedath

Written by

Susha Cheriyedath

Susha has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Chemistry and Master of Science (M.Sc) degree in Biochemistry from the University of Calicut, India. She always had a keen interest in medical and health science. As part of her masters degree, she specialized in Biochemistry, with an emphasis on Microbiology, Physiology, Biotechnology, and Nutrition. In her spare time, she loves to cook up a storm in the kitchen with her super-messy baking experiments.

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