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<p>麻省理工学院的研究人员已开发出硬件,利用电场将化学或生物溶液的液滴移动到表面周围,以可用于并行测试成千上万个反应的方式混合它们图像:Jimmy Day麻省理工学院的研究人员已开发出使用电场的硬件在表面周围移动化学或生物溶液的液滴,以可用于并行测试数千个反应的方式混合它们研究人员将其系统视为现在生物研究中常用的微流体装置的替代品,其中生物解决方案是泵送通过机械阀门连接的微观通道新方法以计算规定的模式移动解决方案,可以使实验更有效,更具成本效益,并在更大的范围内进行“传统的微流体系统使用管道,阀门和泵,麻省理工学院媒体实验室的研究员Udayan Umapathi说道新系统的开发“这意味着它们是机械的,它们在我三年前注意到这个问题的时候一直在崩溃,当时我在一家合成生物公司工作,在那里我建造了一些这样的微流体系统和机械机器与他们互动我不得不照看这些机器以确保它们不会爆炸“”生物学正朝着越来越复杂的过程发展,我们需要技术来操纵体积更小和更小的液滴,“Umapathi说道</p><p>”泵,阀门管道很快变得复杂在我建造的机器中,我花了一个星期的时间来组装100个连接让我们说你从100个连接的规模到拥有一百万个连接的机器你将无法手动组装Umapathi解释说,“凭借他的新系统,可以在他的设备表面沉积数千个液滴,并且它们会自动移动以进行生物实验</p><p> udes软件允许用户以高度一般性描述他们希望进行的实验软件然后自动计算表面上的液滴路径并协调连续操作的时间“操作员指定实验的要求 - 例如,试剂A和试剂B需要在这些体积中混合并孵育这段时间,然后与试剂C混合</p><p>操作者没有说明液滴如何流动或它们混合的位置它都是由软件预先计算的“ Umapathi和他的共同作者 - 麻省理工学院媒体艺术与科学的Jerome B Wiesner教授Hiroshi Ishii; Patrick Shin和Dimitris Koutentakis,麻省理工学院的实验室工作的麻省理工学院本科生;本周,韦尔斯利大学本科生Sam Gen Chin在本月出版的一篇论文中描述了他们的新系统MRS Advances在过去10年中,其他研究小组已经尝试过“数字微流体学”或电子操纵液滴,进行生物实验但他们的芯片是采用高端蚀刻技术制造的,需要可控制的环境,称为洁净室Umapathi和他的同事专注于降低成本他们的原型使用印刷电路板,一种商品电子设备,包括在其上面沉积铜线的塑料板研究人员的主要技术挑战是为电路板表面设计一种涂层,可以减少摩擦,使液滴在其上滑动,从而防止生物或化学分子粘连因此,它们不会污染未来的实验</p><p>电路板上带有ar的图案电极射线在原型中,研究人员在电路板上涂上了一系列密度较大的微小球体,只有一微米高,由疏水(防水)材料制成</p><p>水滴滑过球体顶部研究人员也正在试验除了球体之外的结构,它可以更好地用于特定的生物材料因为设备的表面是疏水的,所以在其上面沉积的液滴自然地尝试呈球形形状充电电极将液滴向下拉,使其平坦化如果在扁平液滴下面的电极是逐渐关闭,当它旁边的电极逐渐打开时,疏水材料将液滴驱向带电电极 移动的液滴需要高电压,大约在95到200伏特之间但是每秒300次,麻省理工学院研究人员设备中的带电电极在高压,低频(1千赫兹)信号和33伏高电压之间交替变换</p><p>频率(200千赫)信号高频信号使系统能够确定液滴的位置,使用与触摸屏手机基本相同的技术</p><p>如果液滴移动不够快,系统将自动提升电压低频信号来自传感器信号,系统还可以估计液滴的体积,它与位置信息一起,可以跟踪反应的进展Umapathi认为数字微流体可以大大降低工业生物学中常见的实验程序的成本例如,制药公司将频繁地进行许多实验,使用配备数十甚至数百个移液器的机器人,littl测量管就像细长的滴管“如果你看看药物发现公司,一个移液机器人在一周内使用了一百万个移液器吸头,”Umapathi说“这是推动制造新药的成本的一部分我'开始开发一些可以减少移液操作数量的液体分析100倍“”在过去的15年,20年间,制药业的总体趋势是向小批量发展,因为它们具有更强的多路复用能力,“ BioFright的创始人兼首席执行官Charles Fracchia是一家开发信息系统以管理现代大批量生物实验所产生的大量数据的公司“当涉及数字微流体时,Udayan的方式,它实际上是一个更便宜的版本,并且它是片面的,而不是被夹在两个电极之间我不想称之为DIY生物,但它的成本更低,仪器更简单,更容易接近他绝对打了那么多音符比[早期的系统]做得更好令人兴奋的是,他设法用更低的电压做到这一点,令人兴奋的是,他可以用一个电极做到这一点“你可以在这里找到更多信息出版:(印刷中)资料来源: