Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje
Dodatkowy u góry

Programowalne "laboratoria na chipie"

Ten problem to konieczność stosowania wielu dużych zewnętrznych urządzeń (m.in. pomp lub pomp próżniowych), które umożliwiają prawidłową pracę nowoczesnego miniaturowego laboratorium analitycznego - donosi "Lab on a Chip".

"Miniaturowe urządzenia pracujące w systemie +laboratorium na chipie+ (ang. lab on a chip) w ostatnich latach niezwykle szybko ewoluowały z pojedynczo-kanalikowych układów w wielo-kanalikowe, pracujące na wielu próbkach jednocześnie skomplikowane aparatury mikrolaboratoryjne" - mówi profesor Richard A. Mathies. Podstawą prawidłowego działania "laboratorium na chipie", które umożliwia przeprowadzenie choćby najprostszej reakcji czy analizy chemicznej wewnątrz układu kanalików, jest system prawidłowo funkcjonujących mikroskopijnych zaworków.

Dotychczas każdy zaworek wymagał podłączenia pod oddzielny system pompujący, co było niezwykle kłopotliwe, gdyż na dzisiejszych chipowych laboratoriach może znajdować się nawet kilkadziesiąt zaworków.

Jak zauważają amerykańscy naukowcy, w efekcie końcowym mikroukład analityczny o charakterze "laboratorium na chipie" był niezwykle mały, natomiast system sterujący procesami zachodzącymi wewnątrz mikrokanalików wymagał ogromnej ilości zajmującego dużą powierzchnię sprzętu laboratoryjnego.

By umożliwić dalszy rozwój tej niezwykle przydatnej techniki laboratoryjnej (dającej szansę na radykalne obniżenie - poprzez miniaturyzację - kosztów poniesionych na badania), amerykańscy naukowcy opracowali układ sterujący pracą wielu zaworków za pomocą jednej pompy oraz demulitpleksera.

Demulitplekser jest to układ scalony, pełniący rolę urządzenia przełączającego, umożliwiający rozdzielenie w zaprogramowany wcześniej sposób pojedynczego sygnału "wchodzącego" na dwa sygnały "wychodzące".

W przypadku urządzenia opracowanego przez amerykańskich naukowców sygnałem "wchodzącym" (ang. input) jest docierający kanalikiem, trwający 120 milisekund, impuls ciśnienia, który następnie zostaje przekazany jako sygnał "wychodzący" (ang. output) do innego kanalika zawartego na chipie.

Wędrujący wewnątrz kanalików i docierający do kolejnych zaworków krótki impuls ciśnienia jest niezbędny do otwarcia lub zamknięcia pojedynczego miniaturowego zaworka.

System zaworków opracowany przez zespół badawczy prof. Richarda A. Mathiesa z University of California (Berkeley), przypomina swą strukturą rozbudowany układ scalony, w którym jeden impuls aktywuje lub dezaktywuje inne połączone fragmenty układu.

"Taka hierarchiczna struktura zaworków oraz zintegrowany z nimi demultiplekser, który rozdziela pomiędzy poszczególne części układu impulsy otwierające lub zamykające zaworki, umożliwia zarządzanie setkami zaworków i ich obsługę za pomocą jednej tylko zewnętrznej pompy" - wyjaśniają naukowcy.

W ten sposób, za pomocą odpowiedniego zaprogramowania demultipleksera, można na jednej miniaturowej płytce przeprowadzać setki reakcji całkowicie niezależnych od siebie lub funkcjonujących na zasadzie "szlaków", gdzie zajście poprawne jednej reakcji aktywuje kolejne itd.

"Przyszłość należy do programowalnych uniwersalnych układów +laboratoriów na chipie+, gdzie odpowiedni program będzie automatycznie rearanżował układ, by ten sprostał zadaniu" konkluduje profesor Richard A. Mathies z University of California (USA).

Już dziś za pomocą prototypowych "laboratoriów na chipie" można szybko i tanio zbadać grupę krwi badanej osoby, jak również określić liczbę oraz gatunek drobnoustrojów w badanej próbce.

PAP
Skomentuj na forum


Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




III Podkarpacka Konferencja Młodych Naukowców
20-07-2017

III Podkarpacka Konferencja Młodych Naukowców

W dniach 12 – 14 października 2017 roku w Rzeszowie na terenie miasteczka akademickiego Politechniki Rzeszowskiej odbędzie się III Podkarpacka Konferencja Młodych Naukowców.

Motocykl LEM Falcon najlepszy w Barcelonie
19-07-2017

Motocykl LEM Falcon najlepszy w Barcelonie

Pierwsze miejsce w klasyfikacji generalnej oraz zwycięstwa w konkurencjach dynamicznych, jak i statycznych to dorobek studentów PWr na zawodach Smart Moto Challenge w Barcelonie.

Naukowcy z UJ w unijnym programie MSCA-RISE
19-07-2017

Naukowcy z UJ w unijnym programie MSCA-RISE

Zespół prof. Józefa Dulaka z WBBiB UJ będzie współrealizował projekt "Heart On Chip based on human-induced pluripotent Stem cell Technology for personalized Medicine".

Ekologiczny magister i doktor
19-07-2017

Ekologiczny magister i doktor

Konkurs adresowany jest do osób, które obroniły pracę magisterską lub doktorską na uczelniach, które mają siedzibę w województwie łódzkim.

Innowatory Wprost 2017
19-07-2017

Innowatory Wprost 2017

Do 16 września 2017 r. trwa nabór zgłoszeń do konkursu Innowatory Wprost 2017. Konkurs adresowany jest do firm, które inwestują w innowacje.

Informacje dnia: III Podkarpacka Konferencja Młodych Naukowców Powstanie Centrum Badawczo-Rozwojowe im. M. Faradaya PK: unikatowy kierunek studiów w skali kraju Motocykl LEM Falcon najlepszy w Barcelonie Naukowcy z UJ w unijnym programie MSCA-RISE Ekologiczny magister i doktor III Podkarpacka Konferencja Młodych Naukowców Powstanie Centrum Badawczo-Rozwojowe im. M. Faradaya PK: unikatowy kierunek studiów w skali kraju Motocykl LEM Falcon najlepszy w Barcelonie Naukowcy z UJ w unijnym programie MSCA-RISE Ekologiczny magister i doktor III Podkarpacka Konferencja Młodych Naukowców Powstanie Centrum Badawczo-Rozwojowe im. M. Faradaya PK: unikatowy kierunek studiów w skali kraju Motocykl LEM Falcon najlepszy w Barcelonie Naukowcy z UJ w unijnym programie MSCA-RISE Ekologiczny magister i doktor

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Obywatele Nauki NeuroSkoki Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 Mlodym Okiem Nanotechnologia Lodz Genomica SYMBIOZA 2017 Podkarpacka Konferencja Młodych Naukowców Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab