امواج صوتی حمل و نقل قطرات برای قابلیت دوباره نویسی lab-on-a-chip دستگاه

مهندسین در دانشگاه دوک نشان داده اند همه کاره ميکروفلوييدی lab-on-a-chip است که با استفاده از امواج صوتی برای ایجاد تونل در نفت به touchlessly دستکاری و حمل و نقل قطرات است. این فن آوری می تواند پایه یک کار در مقیاس کوچک برنامه ریزی قابلیت دوباره نویسی پزشکی, تراشه است که به طور کامل قابل استفاده مجدد برای فعال کردن در محل تشخیص و یا آزمایشگاه تحقیقاتی.

نتایج به نظر می رسد آنلاین در 10 ژوئن در مجله علم پیشرفت.

“ما سیستم جدید دستیابی به قابلیت دوباره نویسی مسیریابی مرتب سازی و گلوئی از قطرات با حداقل کنترل خارجی که توابع ضروری برای منطق دیجیتال کنترل از قطرات گفت:” تونی Jun هوانگ, William بیوان استاد برجسته مهندسی مکانیک و علم مواد در دانشگاه دوک. “و ما دستیابی به آن با انرژی کمتر و ساده تر راه اندازی است که می تواند کنترل بیشتری قطرات به طور همزمان از سیستم قبلی.”

خودکار مایع دست زدن به محور توسعه بسیاری از رشته های علمی از قبیل تشخیص بالینی در مقیاس بزرگ و ترکیب غربالگری. در حالی که همه جا مدرن در تحقیقات پزشکی و صنایع داروسازی این سیستم ها حجیم و گران قیمت و رسیدگی نیست کوچک حجم مایعات هست.

Lab-on-a-chip سیستم شده اند قادر به پر کردن این فضا به حدی اما بسیاری از آنها مانع توسط یکی از اشکال عمده — سطح جذب. چرا که این دستگاه با تکیه بر سطوح جامد نمونه منتقل شده و به ناچار به ترک اثری از خود در پشت است که می تواند منجر به آلودگی است.

جدید lab-on-a-chip پلت فرم با استفاده از یک لایه نازک از بی اثر غیر قابل امتزاج نفت برای جلوگیری از قطرات از پشت سر گذاشتن هیچ گونه اثری از خود. فقط زیر یک شبکه مبدل پیزوالکتریک ارتعاش زمانی که برق از طریق آنها. درست مثل سطح یک ساب ووفر این ارتعاشات ایجاد امواج صوتی در لایه نازک از روغن بالاتر از آنها است.

این امواج صوتی در قالب الگوهای پیچیده زمانی که آنها گزاف گویی کردن بالا و پایین تراشه و همچنین به عنوان زمانی که آنها را اجرا به یکی دیگر. با دقت برنامه ریزی طراحی مبدل و کنترل فرکانس و قدرت ارتعاشات باعث امواج محققان قادر به ایجاد گردابه که هنگامی که ترکیب شکل تونل است که می تواند فشار و کشش قطرات در هر جهت در امتداد سطح دستگاه.

“سیستم جدید با استفاده از دو حالت مبدل است که می تواند حمل و نقل قطرات در امتداد x و یا y محور بر اساس دو جریان الگوهای گفت:” هوانگ. “این یک گام بزرگ تا ما از سیستم قبلی که به سادگی ایجاد یک سری فرورفتگی در نفت به تصویب قطرات همراه بر روی یک محور.”

کمک هوانگ در ایجاد این به روز رسانی سیستم Krishnendu Chakrabarty جان بدسم نوجوان استاد برجسته مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه دوک و دانشجوی دکتری Zhanwei زونگ. این جفت ارز کمک طراحی الکترونیک در قلب جدید lab-on-a-chip تظاهرات و تا حد زیادی به روز رسانی و کوچک اتصالات سر سیم ها در کنترل و دیگر سخت افزار مورد استفاده در سیستم.

با استفاده از دو حالت مبدل محققان قادر به حرکت قطرات در امتداد دو محور در حالی که به طور همزمان کاهش پیچیدگی الکترونیک چهار برابر شده است. آنها همچنین قادر به کاهش ولتاژ از ترانسفورماتور سه تا هفت بار پایین تر از سیستم قبلی است که اجازه آن را به طور همزمان کنترل هشت قطرات است. و با معرفی یک میکروکنترلر برای راه اندازی محققان قادر به برنامه و به طور خودکار مقدار قطرات جنبش است.

محققان نشان دادن قابلیت های خود را به دستگاه جدید در یک سری از فیلم ها. در یک قطره است به سرعت whisked اطراف بیرونی یک مربع است. دیگران نشان می دهد قطرات آینده به یک “تی” تقاطع و چرخش به راست یا چپ و ایجاد یک “منطق گیت” است که می تواند یا قطع یک قطره کوچک را حرکت در امتداد یک راهرو و یا اجازه آن را به تصویب از طریق.

توانایی کنترل قطرات در یک شیوه ای شبیه به منطق سیستم بر روی یک تراشه کامپیوتری ضروری است به طیف گسترده ای از بالينی و تحقيقاتی روش.

“گام بعدی ما این است که به ترکیب کوچک رادیویی با فرکانس منبع تغذیه و برد کنترل طراحی شده توسط استاد Chakrabarty تیم برای مقیاس بزرگ ادغام و برنامه ریزی پویا” گفت: Huang. “ما همچنین در حال برنامه ریزی برای ادغام توانایی تقسیم قطرات به دو بدون نیاز به لمس آنها.”

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه دوک. Original نوشته شده توسط کن Kingery. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de