Applicazioni di Microfluidics

La tecnologia di Microfluidics ha contribuito agli strumenti potenti che hanno aiutato l'avanzamento molte aree di biologia. Le applicazioni dei sistemi microfluidic in chimica e biochimica sono aumentato di numero nel corso degli anni con lo sviluppo di nuovi componenti e trattamenti per l'iniezione, la mescolanza, il pompaggio e la memorizzazione dei liquidi nei microchannels.

Sebbene le tecniche microfluidic abbiano progredito durante gli anni recenti, parecchie sfide rimangono nell'introduzione dei campioni e di elaborare un intervallo dei volumi. Gli sviluppi recenti in nanotecnologie hanno aiutato il potenziamento delle tecniche microfluidic. I microsistemi hanno rivoluzionato lo sviluppo dei sistemi bioanalytical altamente sensibili che possono analizzare i campioni complessi. Queste unità trovano le applicazioni in un intervallo delle aree compreso i sistemi diagnostici, il video di inquinamento, la scoperta della droga e la rilevazione clinici di rischio biologico.

Studi biologici

I sistemi di Microfluidic sono una piattaforma ideale per gli studi biologici dovuto i loro vantaggi quali i requisiti bassi del campione, alta area ed orma diminuita del sistema. Le tecniche sono state usate per studiare le celle come pure gli interi organismi. Hanno semplificato le mansioni altrimenti laboriose come controllo di flusso, la consegna degli stimoli e manipolazione animale.

Alcune micro-unità sono state utilizzate con successo per studiare il cambiamento nell'attività di un neurone in risposta agli stimoli spaziali o temporali. Le tecniche di Microfluidic sono state molto utili nella ricerca di locomozione e sensitiva di comportamento in labirinti. Questa tecnologia egualmente ha permesso alla rappresentazione, phenotyping e schermante e la rigenerazione del nervo studia.

Uno degli usi chiave dei sistemi microfluidic è l'isolamento e lo studio biochimico degli unicellulari. Infatti, gli studi hanno riferito la riuscita misura dell'espressione della galattosidasi del β in singole celle di Escherichia coli facendo uso di un sistema microfluidic.

Ricerca della cellula staminale

La ricerca della cellula staminale immenso ha tratto giovamento dagli avanzamenti nella tecnologia microfluidic. La miniaturizzazione ha permesso alle analisi più profonde della cellula staminale confrontate ai metodi tradizionali. L'integrazione di questa tecnologia con gli strumenti quale microscopia fluorescente offre un modo più sistematico di studio delle cellule staminali ed egualmente esibisce le applicazioni mediche di promessa.

Tuttavia, alcuni aspetti del microfluidics quali la facilità d'uso, i materiali utilizzati nella produzione delle unità microfluidic e l'integrazione con altri sistemi devono indirizzare in moda da poterla più ampiamente applicarsi ai problemi complessi della ricerca della cellula staminale.

Biologia chimica

Gradienti

Microfluidics permette la manipolazione di flusso laminare dei liquidi in canali, quindi creante i gradienti di concentrazione di parecchi ordini di grandezza. Parecchi studi hanno utilizzato questi gradienti per analizzare la migrazione dei neutrofili nei gradienti della proteina e la chemiotassi dei neutrofili umani in un gradiente interleukin-8.

Strutture del gel

Quando i sistemi microfluidic da costruzione facendo uso della litografia morbida in agar o nell'agarosi, formano le microstrutture biocompatibili che possono fungere da contenitori e possono essere usate per coltivare le celle microbiche in presenza delle molecole d'alterazione.

Schiere

I sistemi di Microfluidic che comprendono le schiere attraversate i microchannels sono utilizzati nello studio sulle interazioni molecolari con le celle o le proteine. Tali sistemi sono stati utili in molti tipi di analisi compreso quelli dei microbi patogeni e rilevazione delle proteine nei campioni del siero.

Goccioline

Microfluidics è stato usato per inventare i sistemi capaci della generazione delle goccioline liquide minuscole nei microchannels. Queste goccioline sono volumi molto minuscoli (picoliters) e trovano l'uso in parecchie applicazioni interessanti quali i bioreattori liquidi.

Microdiluters

I diluters di Microfluidic eseguono una serie di diluizioni sulle soluzioni o sui reagenti. Una volta utilizzati nelle analisi si comportano come 96 lastre grosse buone ma usano meno reagente e sono relativamente facili da eseguire.

Ricerca microbiologica

Le tecniche di Microfluidic hanno permesso agli studi altrimenti impossibili sui elegans del C. I nuovi sistemi compatti permettono l'analisi comportamentistica, gli studi di locomozione o la cultura microbica a lungo termine sul chip. La tecnica novella aiuta le coppie per worm la manipolazione e la rappresentazione che facilita gli studi optogenetic e le selezioni genetiche.

Con i numerosi vantaggi quale il requisito di piccoli volumi, i costi diminuiti e poca generazione residua, microfluidics effettua parecchi nuovi possibili per i biologi ed i biochimici. Andando in avanti, il microfluidics eventualmente svolgerà un maggior ruolo nel mettere a punto i metodi economici per le analisi unicellulari, alle le analisi basate a cella, l'espressione genica che profilano e le selezioni fenotipiche che possono trasformare la ricerca di sanità globalmente.

Riferimenti

  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

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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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