粘,滑,水迷宫一般的渠道形式,gravity-powered生物医学设备

杜克大学生物医学工程师开发了一个全新的方法来构建医疗点诊断设备只使用重力运输、混合和其他操作所涉及的液体滴。演示只需要很少商用材料和阅读的结果,使其应用在资源匮乏的地区可能有吸引力的选择。

“simplicity-you的优雅在这种方法中都可以使用任何工具你必须让它工作,”哈米德说Vahabi,杜克大学的博士后研究员,现带领通用日立分析工程师。“你理论上可以仅仅使用手锯和所需的通道测试切成一块木头。”

Ashutosh齐库提的研究在实验室里,阿兰·l . Kaganov著名的杜克大学生物医学工程教授,发表在7月11日的在线杂志设备。

没有短缺,需要简单,易于使用的即时设备。许多示威活动和商业设备寻求做出诊断或测量的重要生物标记只使用几滴液体尽可能少的力量和专业技能要求。他们的目标是改善卫生保健的数十亿人生活在资源匮乏的地区远离传统的医院和临床医生培训。

所有这些测试都有相同的基本要求;他们必须移动,混合和包含测量小滴生物样本活性成分,使测量特定的生物标记物成为可能。更昂贵的示例使用微型电子泵驱动这些反应。其他人使用内液体的物理巩膜(流体)创造一种吸的效果。

这是第一次证明只使用重力。每种方法提供了独特的有用的能力以及缺点。

“最微流体装置需要的不仅仅是毛细管力,”齐库提说。”这种方法要简单得多,而且还允许非常复杂的流体被裁决为路径和操作,这是不容易与微流体或廉价。”

新gravity-driven方法依赖于一组九商用表面涂层,可以调整上的润湿性和滑溜在任何给定的点设备。也就是说,他们可以调整多少滴平到煎饼或保持球形而更容易或者更难滑下斜坡。

一起使用巧妙的组合,这些表面涂层可以创建所需的所有元素微流控检测。举个例子,如果一个给定的位置非常滑,液滴被放置在一个十字路口,一边把液体平面,另一把它变成一个球,它就会像一个泵,加快向前滴。

“我们提出了许多不同的元素来控制运动,互动,时间和序列的多个液滴装置,“Vahabi说。“所有这些现象是众所周知的,但没人想到使用它们以系统的方式来控制液滴的运动。”

通过结合这些元素,研究人员创建了一个原型测试测量的乳酸脱氢酶(LDH)水平的人类血清样本。他们雕刻的渠道在测试平台创建的具体途径水滴旅行,每涂有一种物质,阻止液滴粘在他们的旅程。他们还具备特定位置与干试剂所需的测试,由液滴吸收简单的缓冲溶液经过。

整个迷宫一般的测试然后带盖子的限制包含几个洞样品和缓冲溶液滴。一旦加载,测试设备被放置在一个盒子造型处理,将测试90度允许重力做它的工作。这个设备还配备了一个简单的领导和光探测器,可以快速而方便地检测的蓝色,红色,或绿色的测试结果。这意味着研究人员可以用不同的颜色标记三个不同的生物标记物对各种测试来衡量。

在这个原型LDH测试,生物标志物与蓝色的分子标记。一个简单的单片机措施有多深的蓝色色调测试结果成为和速度变化的颜色显示的数量和浓度LDH的样品产生的结果。

“我们最终可能也使用智能手机的测量结果,但这不是我们探索在这个特定的纸,“杰森Liu表示齐库提实验室的博士生。

考虑当工程的示范提供了一种新的方法便宜,低功耗,医疗点诊断设备。而集团计划继续开发他们的想法,他们也希望别人能注意和类似的测试工作。

”而精心设计的微流控系统可以完全自动化和易于使用的被动方式,时间的离散步骤通常是编程设备本身的设计,修改协议更加困难,”David Kinnamon添加一个博士生齐库提组。“在这部作品中,用户保留更多的控制步骤的时间只有适度牺牲操作方便。再一次,这是一个优势对于更复杂的协议。”