23 اکتبر 2023 (Nanowerk Spotlight) میکروسیالات, the science of manipulating tiny amounts of fluid in micro-scale devices, has long held promise for revolutionizing fields like medical diagnostics, chemistry, and biology research. But the specialized manufacturing techniques traditionally required to produce microfluidic chips have limited their widespread use.
Now, researchers at McGill University in Canada have leveraged recent advances in 3D printing to develop an integrated method to rapidly design and print fully functional microfluidic chips in under 30 minutes.
Their advancements, reported in the journal مواد پیشرفته (“Digital Manufacturing of Functional Ready-to-Use Microfluidic Systems”), pave the way for on-demand, low-cost production of application-specific microfluidic devices even by those with no specialized manufacturing skills.
Digital manufacturing (DM) of functional capillaric circuits (CCs) using an intrinsically hydrophilic ink (CCInk). a) 1) Additive manufacturing of CCs from a digital design file using a light engine and layer-by-layer vat photopolymerization. 2) Removal of uncured CCInk under a stream of compressed air (<1 min). 3) Functional CC loaded with reagents and primed to execute the structurally encoded (i.e., pre-programmed) capillary flow events following the addition of the triggering solution. b) CCInk composition including polyethyleneglycol diacrylate (PEGDA-250) monomer, acrylic acid (AA) additive to tune hydrophilicity, a photinitiator (TPO), and a photoadsorber (ITX). (Reprinted with permission by Wiley-VCH Verlag)
Microfluidic chips, sometimes called lab-on-a-chip devices, miniaturize and automate complex laboratory workflows onto small plastic chips about the size of a USB stick. By shrinking experiments down, they use tiny sample and reagent volumes, speed up testing, and enable portability. But fabricating the microscopic channels and components that control fluids in these chips requires cleanroom microfabrication techniques not widely accessible to researchers and clinicians.
In particular, application-specific microfluidic chips would benefit enormously from on-demand and on-the-fly design and manufacturing. This would allow researchers to optimize chips for specialized experiments and clinicians to develop customized point-of-care diagnostic devices. But the specialized facilities and skills traditionally needed to produce custom microfluidic chips have severely limited this potential.
More recently, 3D printing has allowed simplified production of microfluidic chips. But existing 3D printable chip designs still depend on external control systems, limiting their plug-and-play functionality. And the insufficient resolution of common 3D printers restricts the tiny conduits and valves needed for handling fluids at the microscale.
To overcome these limitations, the researchers developed an integrated 3D printing method using a custom ink formulation and design techniques to produce fully autonomous, monolithic microfluidic chips requiring no external control systems or assembly.
The key was formulating a photocurable ink using an acrylic acid additive to permanently tune the ink’s hydrophilicity—its attraction to water. This allowed the material to spontaneously fill microscopic channels via capillary action while enabling flow control structures like valves. The researchers also optimized 3D printable valve geometries to reliably control fluids within fully enclosed channels.
Leveraging these material and design advancements, the team 3D printed complex, multilayer microfluidic chips with networks of tiny circular conduits and integrated capillary pump structures. They demonstrated the capabilities of their printed chips by performing an automated three-step immunoassay to detect COVID-19 antibodies.
The integrated method allows functional microfluidic chips to be 3D printed in under 30 minutes on widely accessible, commercial 3D printers costing just a few thousand dollars. According to the researchers, this could enable on-demand, distributed manufacturing of application-specific microfluidic devices by those without specialized skills and expands experimental possibilities for fields relying on microfluidics.
With further development, the approach may allow researchers to simply download and print custom microfluidic chip designs from online repositories, facilitating sharing of experimental workflows. The technology could also expand access to diagnostic testing by enabling fast, on-site production of microfluidic chips even in resource limited settings. But realizing this potential will likely require further work on integrated sample handling and readout methods.
By
مایکل
برگر
By
مایکل
برگر
- مایکل نویسنده سه کتاب توسط انجمن سلطنتی شیمی است:
جامعه نانو: پیش بردن مرزهای فناوری,
نانوتکنولوژی: آینده بسیار کوچک استو
نانومهندسی: مهارت ها و ابزارهایی که فناوری را نامرئی می کنند
کپی رایت ©
Nanowerk LLC
نویسنده مهمان Spotlight شوید! به گروه بزرگ و رو به رشد ما بپیوندید مشارکت کنندگان مهمان. آیا به تازگی یک مقاله علمی منتشر کرده اید یا پیشرفت های هیجان انگیز دیگری برای به اشتراک گذاشتن با جامعه فناوری نانو دارید؟ در اینجا نحوه انتشار در nanowerk.com آمده است.
- محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
- PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
- PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
- PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
- منبع: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=63917.php
- : دارد
- :است
- :نه
- $UP
- 1
- 10
- 23
- 30
- 31
- 32
- 3d
- چاپ 3D
- 7
- 8
- 9
- a
- درباره ما
- دسترسی
- در دسترس
- مطابق
- عمل
- اضافه
- افزودنی
- تولید افزودنی
- پیشرفت
- پیشرفت
- پیشرفت
- AIR
- اجازه دادن
- مجاز
- اجازه می دهد تا
- همچنین
- مقدار
- an
- و
- آنتی بادی
- روش
- مجلس
- At
- جاذبه
- نویسنده
- خودکار بودن
- خودکار
- خود مختار
- b
- BE
- سود
- برگر
- زیست شناسی
- کتاب
- مرز
- به ارمغان می آورد
- اما
- by
- نام
- Canada
- قابلیت های
- مرکز
- کانال
- شیمی
- تراشه
- چیپس
- متخصصان بالینی
- نزدیک
- تجاری
- مشترک
- انجمن
- پیچیده
- اجزاء
- ترکیب
- کنترل
- میتوانست
- Covid-19
- سفارشی
- سفارشی
- تاریخ
- دموکراتیزه
- نشان
- نشان دادن
- طرح
- طرح
- تشخیص
- توسعه
- توسعه
- پروژه
- تحولات
- دستگاه ها
- تشخیصی
- امکانات عیب شناسی
- دیجیتال
- دیجیتال سه بعدی
- توزیع شده
- DM
- دلار
- پایین
- دانلود
- e
- قادر ساختن
- را قادر می سازد
- را قادر می سازد
- موتور
- فوق العاده
- حتی
- حوادث
- مهیج
- اجرا کردن
- موجود
- گسترش
- گسترش می یابد
- تجربی
- آزمایش
- خارجی
- ساختگی
- تسهیل کننده
- امکانات
- FAST
- کمی از
- زمینه
- پرونده
- پر کردن
- جریان
- مایع
- پیروی
- برای
- فرمول بندی
- فرمول بندی
- از جانب
- کاملا
- تابعی
- قابلیت
- بیشتر
- پیشرفتهای بعدی
- آینده
- GIF
- گروه
- در حال رشد
- مهمان
- اداره
- آیا
- برگزار شد
- خیلی
- چگونه
- چگونه
- HTTPS
- i
- تصویر
- in
- از جمله
- یکپارچه
- ذاتا
- پیوستن
- روزنامه
- JPG
- تنها
- کلید
- آزمایشگاه
- لابراتوار
- بزرگ
- اهرم
- بهره برداری
- سبک
- پسندیدن
- احتمالا
- محدودیت
- محدود شده
- محدود کردن
- لینک
- آرم
- طولانی
- طولانی مدت
- کم هزینه
- ساخت
- دستکاری کردن
- تولید
- ماده
- ممکن است..
- پزشکی
- روش
- روش
- مایکل
- متوسط
- دقیقه
- دقیقه
- یک پارچه
- بیش
- نام
- فناوری نانو
- ضروری
- شبکه
- نه
- اکنون
- of
- on
- بر روی تقاضا
- آنلاین
- به سوی
- بهینه سازی
- بهینه
- or
- عادی
- دیگر
- ما
- غلبه بر
- مقاله
- ویژه
- مسیر
- سنگفرش
- انجام
- به طور دائم
- اجازه
- پی اچ پی
- پلاستیک
- افلاطون
- هوش داده افلاطون
- PlatoData
- قابل حمل بودن
- فرصت
- پتانسیل
- چاپ
- چاپ
- تولید کردن
- تولید
- وعده
- نمونه اولیه
- منتشر کردن
- منتشر شده
- ناشر
- تلمبه
- هل دادن
- سریعا
- واقعیت
- تحقق
- اخیر
- تازه
- تکیه بر
- برداشت
- گزارش
- نیاز
- ضروری
- نیاز
- تحقیق
- محققان
- وضوح
- منابع
- انقلابی
- سلطنتی
- علم
- علمی
- تنظیمات
- به شدت، شدیدا
- اشتراک گذاری
- اشتراک
- ساده شده
- به سادگی
- اندازه
- مهارت ها
- کوچک
- جامعه
- راه حل
- گاهی
- تخصصی
- سرعت
- نور افکن
- چوب
- هنوز
- جریان
- از نظر ساختاری
- ساختار
- سیستم های
- تیم
- تکنیک
- پیشرفته
- تست
- که
- La
- آینده
- شان
- اینها
- آنها
- این
- کسانی که
- هزار
- سه
- سه گام
- به
- ابزار
- به طور سنتی
- راه اندازی
- زیر
- در طول 30
- دانشگاه
- به روز رسانی
- URL
- USB
- استفاده کنید
- با استفاده از
- دریچه
- دریچه
- مالیات بر ارزش افزوده
- از طريق
- دید
- جلد
- بود
- آب
- مسیر..
- در حین
- به طور گسترده ای
- بطور گسترده
- اراده
- با
- در داخل
- بدون
- مهاجرت کاری
- گردش کار
- خواهد بود
- شما
- شما
- زفیرنت
بیشتر از نانورک
آزمایشها نشان میدهد که آب میتواند با الکترونهای موجود در گرافن «صحبت» کند
گره منبع: 2145212
تمبر زمان: ژوئن 23، 2023
محققان روش جدیدی را برای تبدیل گرما به الکتریسیته نشان می دهند
گره منبع: 2100524
تمبر زمان: ممکن است 19، 2023
سیستم حسی آنتن الهام گرفته از حشرات در درک لمسی و مغناطیسی برتری دارد
گره منبع: 2523465
تمبر زمان: مار 22، 2024
فناوری جدید هوش مصنوعی به مهارتهای تشخیص ربات کمک میکند
گره منبع: 2251004
تمبر زمان: سپتامبر 1، 2023
تجزیه و تحلیل جدید گرانش مریخ درک اقیانوس باستانی احتمالی را بهبود می بخشد
گره منبع: 2282814
تمبر زمان: سپتامبر 20، 2023
مطالعه واکنشی را در قلب بسیاری از فناوریهای انرژی تجدیدپذیر نشان میدهد
گره منبع: 2444659
تمبر زمان: ژان 16، 2024
سنسور جدید ترانزیستور گرافن عملکرد غشای سلولی را تقلید می کند
گره منبع: 2182985
تمبر زمان: ژوئیه 21، 2023
درک هدایت الکترون توسط پروتئین ها برای افزایش بازده سلول خورشیدی
گره منبع: 2481408
تمبر زمان: فوریه 15، 2024