실험실을 만들기 위해 미세유체 밸브를 사용하여 공압 회로로 구현된 유한 상태 기계

2023년 6월 5일 보고서

이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

사실 확인된

동료 검토 출판물

신뢰할 수 있는 출처

교정하다

작성자: Bob Yirka, Phys.org

University of California, Irvine의 생화학 엔지니어 그룹인 Siavash Ahrar, Manasi Raje, Irene Lee 및 Elliot Hui는 미세유체 밸브를 사용하여 공압 회로로 구현된 유한 상태 기계(FSM)를 개발하여 실험실을 구축했습니다. -칩. 그들의 연구는 Science Advances 저널에 게재되었습니다.

지난 몇 년 동안 생화학 및 기계 엔지니어들은 현재 수동으로 수행되는 많은 화학 공정을 자동화하려는 목표를 향해 노력해 왔습니다. 예를 들어, 액체에 용해된 화학 물질의 농도를 결정하기 위해 피펫을 사용하는 숙련된 실험실 기술자가 있습니다. 이러한 작업을 자동화하면 비용이 절감될 뿐만 아니라 작업 속도가 빨라지고 잠재적으로 몇 시간이 아닌 몇 분 만에 의료 실험실 결과를 제공할 수 있습니다. 이를 위해 엔지니어들은 랩온어칩(Lab-on-a-Chip)이라고 부르는 것을 구축하기 위해 노력해 왔습니다. 이 새로운 노력에서 연구팀은 문제에 공압을 적용했습니다.

많은 화학 공정에는 액체의 이동이 포함됩니다. 연구원들은 잠재적인 랩온어칩(lab-on-a-chip)에 사용할 회로를 구축할 때 전기 대신 수압을 사용하려고 했습니다. 그들은 빵인 유리판과 내부인 실리콘 시트로 구성된 작은 샌드위치를 ​​만들었습니다. 그러나 샌드위치를 ​​만들기 전에 그들은 유리판을 에칭하여 액체가 통과할 수 있도록 하고 실리콘 시트에 구멍을 뚫어 유리판의 채널을 연결했습니다.

FSM에 사용되는 친숙한 0과 1을 표현하기 위해 팀에서는 압력을 사용했습니다. 일반 대기압은 0을 나타내고 진공 유도 압력은 1을 나타냅니다. 코딩 프로그램은 컴퓨터 초기에 사용된 펀치 카드를 연상시키는 실리콘 시트에 구멍을 뚫는 방식으로 이루어졌습니다.

그런 다음 팀은 용액 내 화학 물질의 농도를 결정하는 직렬 희석을 수행하도록 프로그래밍된 간단한 4비트 랩온어칩을 만들어 아이디어를 테스트했습니다. 연구팀은 언젠가 SARS-CoV-2와 같은 바이러스뿐만 아니라 그 농도에 대한 혈액 검사와 같은 목적으로 미세유체 장치가 사용될 수 있음을 보여주었습니다.

추가 정보: Siavash Ahrar 외, 미세유체의 내장형 제어를 위한 공압 컴퓨터, Science Advances(2023). DOI: 10.1126/sciadv.adg0201

저널 정보:과학 발전

© 2023 사이언스 X 네트워크