Новости

Aug 30, 2023

Конечный автомат реализован в виде пневматической схемы с использованием микрофлюидных клапанов для создания лаборатории

Отчет от 5 июня 2023 г. Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

Отчет от 5 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Боб Йирка, Phys.org

Группа инженеров-биохимиков Сиаваш Ахрар, Манаси Радже, Ирен Ли и Эллиот Хуэй из Калифорнийского университета в Ирвине разработали конечный автомат (FSM), реализованный в виде пневматической схемы с использованием микрофлюидных клапанов для создания лаборатории на -чип. Их работа опубликована в журнале Science Advances.

В течение последних нескольких лет инженеры-биохимики и инженеры-механики работали над целью автоматизации многих химических процессов, которые в настоящее время выполняются вручную обученными лаборантами, использующими пипетки, например, для определения концентрации химического вещества, растворенного в жидкости. Автоматизация таких задач не только сделает их менее дорогостоящими, но и может ускорить процесс, потенциально предлагая результаты медицинских лабораторных исследований за считанные минуты, а не часы. С этой целью инженеры работали над созданием того, что они называют лабораторией на чипе. В этой новой попытке исследовательская группа применила пневматику для решения этой проблемы.

Многие химические процессы связаны с движением жидкостей. Исследователи стремились использовать давление воды вместо электричества при построении схем для использования в потенциальной лаборатории на чипе. Они создали крошечный сэндвич, состоящий из стеклянных панелей в качестве хлеба и листа силикона в качестве внутренней части. Но прежде чем сделать сэндвич, они протравили стеклянные панели, чтобы жидкость могла проходить сквозь них, и проделали отверстия в силиконовом листе, чтобы соединить каналы в стеклянных панелях.

Чтобы представить знакомые нули и единицы, используемые в автоматах, команда использовала давление: обычное атмосферное давление представляло ноль, а давление, вызванное вакуумом, представляло единицу. Программы кодирования выполнялись путем протыкания отверстий в силиконовом листе, напоминающем перфокарты, которые использовались на заре компьютеров.

Затем команда проверила свою идею, создав простую четырехбитную лабораторию на чипе, запрограммированную на серийное разбавление — определение концентрации химического вещества в растворе. Команда показала, что подобные микрофлюидные устройства когда-нибудь можно будет использовать для таких целей, как тестирование крови не только на наличие вирусов, таких как SARS-CoV-2, но и их концентраций.

Больше информации: Сиаваш Ахрар и др., Пневматические компьютеры для встроенного управления микрофлюидикой, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adg0201.

Информация журнала:Достижения науки

© 2023 Сеть Science X