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Che cosa è Microfluidics?

Microfluidics è lo studio sui sistemi che possono elaborare le piccole quantità di liquidi usando i canali minuscoli che hanno dimensioni alla microscala - tipicamente dieci alle centinaia di micrometri. Sebbene nella fase nascente, il microfluidics stia emergendo rapido come tecnologia dell'innovazione che trova le applicazioni nei diversi campi che variano dalla biologia e dalla chimica alla tecnologia dell'informazione ed all'ottica.

Poichè sempre più i ricercatori realizzano la potenza del microfluidics, la tecnologia sta applicandosi a molti nuovi campi che salvano così la moneta ed il tempo passati nella ricerca. Malgrado i vantaggi coercitivi del microfluidics, non sta essendo ampiamente usata ancora - questa è possibilmente a causa delle sfide nella commercializzazione di questa tecnologia.

Microfluidics e fotolitografia

I sistemi di Microfluidic sono messi a punto facendo uso di una tecnica semplice chiamata fotolitografia, che originalmente è stata sviluppata per la creazione delle funzionalità piccole sui circuiti nell'industria a semiconduttore. La fotolitografia è il trattamento usato per trasferire le forme geometriche presenti su una maschera alla superficie di un substrato adatto. Usa i polimeri speciali che reagiscono alle lunghezze d'onda specifiche di indicatore luminoso per creare i reticoli geometrici desiderati su un substrato.

circuito del microfluid

I polimeri quale polydimethylsiloxane (PDMS) hanno sostituito il silicio ed il vetro e sono ampiamente usati nella produzione fotolitografica delle unità microfluidic. PDMS è un polimero elastico trasparente permeabile ad ossigeno e l'anidride carbonica e quindi è utile per l'abitazione delle celle. Una muffa è creata una volta, parecchie unità minuscole possono essere prodotte facendo uso della muffa e possono applicarsi nella ricerca e nei sistemi diagnostici.

Vantaggi dei sistemi microfluidic

  • Uso degli importi minuscoli dei campioni e dei reagenti in laboratorio
  • Riduzione di costo dovuto poco uso dei reagenti costosi
  • Alta risoluzione e sensibilità nella rilevazione e nella separazione di molecole
  • L'orma diminuita dei sistemi analitici e diagnostici ha confrontato ai commputer enormi in laboratorio
  • Più brevi durate dell'analisi e risultati più veloci
  • Il flusso laminare o regolare dei liquidi in canali minuscoli permette il maggior controllo di flusso
  • Maggior controllo dei parametri e della concentrazione sperimentali del campione al micro disgaggio

Applicazioni del microfluidics

  • I sistemi di Microfluidic sono ampiamente usati nelle procedure quale l'elettroforesi capillare, la messa a fuoco isoelettrica, i immunoassays, la citometria a flusso, iniezione del campione nella spettrometria di massa, nell'amplificazione di PCR, nell'analisi del DNA, nella separazione e nella manipolazione di celle e di modello delle cellule.
  • Le applicazioni della ricerca del microfluidics sono pricipalmente nello studio dei batteri resistenti alla droga antibiotici, nel trasporto di nanoparticella nel sangue e nell'osservazione della cinetica di reazione chimica.
  • Gli usi diagnostici del microfluidics comprendono la rilevazione dell'agente patogeno e del cancro.
  • Le unità di Microfluidic sono utilizzate per misurare i coefficienti di diffusione molecolari, la viscosità fluida, il pH ed i coefficienti obbligatori chimici.
  • Nell'industria farmaceutica, i sistemi microfluidic hanno molti usi analitici nella produzione biofarmaceutica, per esempio, nel video e nell'ottimizzazione di produzione delle droghe della proteina e nelle analisi che fanno partecipare le cellule umane.

Che cosa è seguente in microfluidics?

Lo sviluppo delle tecnologie più specializzate e più innovarici per la progettazione e la fabbricazione dei sistemi microfluidic è il bisogno dell'ora e può promuovere la commercializzazione delle unità microfluidic.

La dolomia Microfluidics recentemente ha lanciato il suo 3D fluidics innovatore Fluidic Factory chiamato stampante, la prima stampante commerciale 3D per le unità fluidically sigillate quali i chip, i connettori, le valvole, i collettori fluidi e gli apparecchi medici. Similmente, per sormontare la manipolazione fluida del volume pubblica nei sistemi di controllo microfluidic correnti, Fluigent, un produttore dei sistemi di microfluidics, ha messo a punto la serie di MFCS™ di sistemi microfluidic basati sulla sua tecnologia brevettata di FASTAB™, che le funzionalità fanno pressione sul controllo di flusso determinato che permette ad un flusso pulseless e ad una maggior risposta.

I polimeri biocompatibili quale PDMS hanno potuto permettere ad includere le unità microfluidic in vivo per l'analisi biomedica in futuro. Microfluidics ha il potenziale di permettere all'analisi della unico molecola o unicellulare che potrebbe permettere le indagini fondamentali nella cella e nella biologia molecolare. I nuovi strumenti microfluidic stanno sviluppandi nei laboratori di ricerca per uso in proteomics, nella genomica e in metabolomics.

Sebbene nella sua infanzia, il microfluidics offra le capacità rivoluzionarie e novelle per il futuro. Eventualmente la più ricerca accademica attiva può fare un certo indicatore luminoso su come sfruttare il potenziale di questa tecnologia attraente.

Riferimenti

  1. https://gmwgroup.harvard.edu/pubs/pdf/960.pdf
  2. http://inbt.jhu.edu/2015/02/11/what-is-microfluidics/
  3. http://www.dolomite-microfluidics.com/corporate/news/press-releases
  4. http://faculty.washington.edu/yagerp/microfluidicstutorial/basicconcepts/basicconcepts.htm
  5. http://www.fluigent.com/microfluidic-flow-control-system/
  6. http://www.microfluidicfuture.com/blog/microfluidics-a-beginners-guide

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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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