23 באוקטובר 2023 (Nanowerk זרקור) מיקרופלואידיקה, 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 חומרים מתקדמים (“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
מיכאל
ברגר
By
מיכאל
ברגר
- מייקל הוא מחברם של שלושה ספרים מאת האגודה המלכותית לכימיה:
ננו-אגודה: לדחוף את גבולות הטכנולוגיה,
ננו-טכנולוגיה: העתיד זעיר, ו
ננו-הנדסה: הכישורים והכלים שהופכת את הטכנולוגיה לבלתי נראית
כל הזכויות שמורות ©
Nanowerk LLC
הפוך לסופר אורח זרקור! הצטרף לקבוצה הגדולה והגדלה שלנו של תורמים אורחים. האם פרסמת זה עתה מאמר מדעי או שיש לך התפתחויות מרגשות אחרות לחלוק עם קהילת הננוטכנולוגיה? כך לפרסם באתר nanowerk.com.
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
- PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
- מקור: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=63917.php
- :יש ל
- :הוא
- :לֹא
- $ למעלה
- 1
- 10
- 23
- 30
- 31
- 32
- 3d
- הדפסת 3D
- 7
- 8
- 9
- a
- אודות
- גישה
- נגיש
- פי
- פעולה
- תוספת
- תוסף
- ייצור כתוסף
- לקדם
- התקדמות
- התקדמות
- AIR
- להתיר
- מותר
- מאפשר
- גם
- כמויות
- an
- ו
- נוגדנים
- גישה
- עצרת
- At
- משיכה
- מחבר
- אוטומטי
- אוטומטי
- אוטונומי
- b
- BE
- תועלת
- ברגר
- ביולוגיה
- ספרים
- גבולות
- מביא
- אבל
- by
- נקרא
- קנדה
- יכולות
- מרכז
- ערוצים
- כימיה
- שבב
- שבבי
- קלינאים
- קרוב יותר
- מסחרי
- Common
- קהילה
- מורכב
- רכיבים
- הרכב
- לִשְׁלוֹט
- יכול
- תקופת הקורונה
- מנהג
- אישית
- תַאֲרִיך
- דמוקרטיזציה
- מופגן
- הפגנה
- עיצוב
- עיצובים
- לאתר
- לפתח
- מפותח
- צעצועי התפתחות
- התפתחויות
- התקנים
- אבחון
- אבחון
- דיגיטלי
- תלת מימד דיגיטלי
- מופץ
- DM
- דולר
- מטה
- להורדה
- e
- לאפשר
- מאפשר
- מה שמאפשר
- מנוע
- מְאוֹד מְאוֹד
- אֲפִילוּ
- אירועים
- מרגש
- לבצע
- קיימים
- לְהַרְחִיב
- מתרחב
- ניסיוני
- ניסויים
- חיצוני
- בודה
- הקלה
- מתקנים
- מהר
- מעטים
- שדות
- שלח
- למלא
- תזרים
- נוזל
- הבא
- בעד
- ניסוח
- ניסוח
- החל מ-
- לגמרי
- פונקציונלי
- פונקציונלי
- נוסף
- פיתוח עתידי
- עתיד
- gif
- קְבוּצָה
- גדל
- אוֹרֵחַ
- טיפול
- יש
- הוחזק
- מאוד
- איך
- איך
- HTTPS
- i
- תמונה
- in
- כולל
- משולב
- באופן מהותי
- להצטרף
- כתב עת
- jpg
- רק
- מפתח
- מעבדה
- מעבדה
- גָדוֹל
- ממונפות
- מינוף
- אוֹר
- כמו
- סביר
- מגבלות
- מוגבל
- מגביל
- לינקדין
- סֵמֶל
- ארוך
- ותיק
- בעלות נמוכה
- עשייה
- מניפולציה
- ייצור
- חוֹמֶר
- מאי..
- רפואי
- שיטה
- שיטות
- מיכאל
- אמצע
- דקות
- דקות
- מוֹנוֹלִיטִי
- יותר
- שם
- ננוטכנולוגיה
- נחוץ
- רשתות
- לא
- עַכשָׁיו
- of
- on
- On-Demand
- באינטרנט
- עַל גַבֵּי
- מטב
- אופטימיזציה
- or
- רגיל
- אחר
- שלנו
- להתגבר על
- מאמר
- מסוים
- מסלול
- לסלול
- ביצוע
- לצמיתות
- רשות
- PHP
- פלסטי
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- הִטַלטְלוּת
- אפשרויות
- פוטנציאל
- קופונים להדפסה
- הדפסה
- לייצר
- הפקה
- הבטחה
- אב טיפוס
- לפרסם
- לאור
- מוציא לאור
- לִשְׁאוֹב
- דוחף
- מהר
- מציאות
- מימוש
- לאחרונה
- לאחרונה
- הסתמכות
- הסרה
- דווח
- לדרוש
- נדרש
- דורש
- מחקר
- חוקרים
- החלטה
- משאב
- מהפכה
- מלכותי
- מדע
- מדעי
- הגדרות
- בחומרה
- שיתוף
- שיתוף
- פשוט
- בפשטות
- מידה
- מיומנויות
- קטן
- חֶברָה
- פִּתָרוֹן
- לפעמים
- מיוחד
- מְהִירוּת
- זַרקוֹר
- מקל
- עוד
- זרם
- מבנית
- מבנים
- מערכות
- נבחרת
- טכניקות
- טכנולוגיה
- בדיקות
- זֶה
- השמיים
- העתיד
- שֶׁלָהֶם
- אלה
- הֵם
- זֶה
- אלה
- אלף
- שְׁלוֹשָׁה
- שלושה שלבים
- ל
- כלים
- באופן מסורתי
- מפעילה
- תחת
- במהלך 30
- אוניברסיטה
- עדכונים
- כתובת האתר
- USB
- להשתמש
- באמצעות
- שסתום
- שסתומים
- מס ערך המוסף
- באמצעות
- חזון
- כרכים
- היה
- מים
- דֶרֶך..
- בזמן
- באופן נרחב
- נָפוֹץ
- יצטרך
- עם
- בתוך
- לְלֹא
- תיק עבודות
- זרימות עבודה
- היה
- אתה
- זפירנט
עוד מ ננוווק
בדיקות חישה חדשות למוצרים מודפסים בתלת מימד עשויים לשנות את מגזר הייצור
צומת המקור: 2554369
בול זמן: אפריל 22, 2024
מכניקת הקוונטים יכולה להוביל לסגסוגות חזקות יותר ובעלות קיימא יותר
צומת המקור: 1976179
בול זמן: פבואר 24, 2023