Mały plusk – Hackster.io

Mikrofluidyka, badanie i manipulowanie płynami na poziomie mikroskopowym, staje się w ostatnich latach coraz ważniejszym obszarem badań. Jego zastosowania są szerokie i mogą zrewolucjonizować branże, takie jak opieka zdrowotna, biotechnologia i nauki o środowisku.

Ponieważ obsługa płynów jest podstawą większości operacji laboratoryjnych, istnieje potrzeba opracowania zautomatyzowanych systemów, które mogą wykonywać szeroki zakres zadań związanych z obsługą mikroprzepływów. Niestety, dostępne obecnie rozwiązania typu Lab-on-a-chip są trudne do zautomatyzowania i muszą być tworzone na zamówienie dla każdej aplikacji.

Ramiona robotyczne, co jest częstym widokiem w przemyśle, wydają się być idealną platformą do automatyzacji tych procesów laboratoryjnych, ale nie są w stanie wykonywać mikroskopijnych manewrów wymaganych w zastosowaniach mikroprzepływowych. a Nowe ulepszenia przez naukowców z ETH Zurich może zmienić sposób, w jaki myślimy o obsłudze płynów w przyszłości. Za pomocą małego ramienia uruchamianego ultradźwiękami pokazali, że możliwe jest zautomatyzowanie szeregu zadań, w tym pompowania i mieszania cieczy oraz wychwytywania drobnych cząstek obecnych w cieczy.

Zainstalowane na konwencjonalnym ramieniu robota o dużej skali Aby umożliwić automatyzację konwencjonalnymi metodami, zaprojektowano małe szklane ramię przypominające igłę. Do igły przymocowany jest przetwornik piezoelektryczny, który wprawia ją w oscylacje z precyzyjnie kontrolowaną częstotliwością. Po umieszczeniu w cieczy oscylacje tworzą trójwymiarowy wzór składający się z wielu zawirowań.

Modyfikując oscylacje w celu stworzenia bardzo specyficznych wzorów, zespół był w stanie pokazać ramię robota mieszające nawet maleńkie kropelki bardzo lepkich cieczy. Mieszanie płynów o dużej lepkości jest zwykle trudne, ale dzięki silnym wielokrotnym wirom osiągnięto doskonałe mieszanie na poziomie mikroskopowym.

Podobnie, kontrolując zarówno wzór wirów, jak i ich położenie, wykazano, że system może pompować płyny przez wielokanałowy układ mikroprzepływowy. Pozwala to na dostosowanie pojedynczego systemu do wielu różnych aplikacji, eliminując potrzebę stosowania dedykowanego rozwiązania programistycznego za każdym razem, gdy zmieniają się wymagania dotyczące funkcjonalności.

Ostatnia demonstracja polegała na wychwytywaniu drobnych cząstek zawieszonych w cieczy. Ponieważ cząsteczki mają tendencję do przemieszczania się w kierunku wibrującej szklanej igły, można je skierować w żądane miejsce 3D. Ta zdolność może ostatecznie okazać się przydatna w wychwytywaniu komórek biologicznych obecnych w małych próbkach płynów.

Główny badacz badania wyjaśnił, że wierzy, że w przyszłości technologia będzie się dalej rozwijać, aby umożliwić jej wykorzystanie do sortowania małych przedmiotów. Widzi również możliwość wykorzystania ramienia robota do wstawiania DNA do poszczególnych komórek, ale to może być trochę nie na miejscu. Dokładny kierunek, w jakim poprowadzą te prace, jest niepewny, ale wydaje się, że jest obiecujący w tworzeniu zautomatyzowanych systemów, które mogą obsługiwać różne mikroprocesory. Biorąc pod uwagę, że system kosztuje mniej niż 20 USD w produkcji i może współpracować z każdym dostępnym na rynku ramieniem robota, może to zmienić zasady gry w wielu branżach.