جوهر التكنولوجيا ميكروفلويديك هو تحقيق دقة السيطرة على السوائل في ميكرون الحجم . هذا الأسلوب يوفر كفاءة عالية ومنخفضة التكلفة الدعم التقني للبحوث ذات الصلة ، ولها قيمة كبيرة في التركيب الكيميائي ، والبحوث البيولوجية ، تشخيص الأمراض وغيرها من المجالات . من وجهة نظر التنمية التكنولوجية ، نظام ميكروفلويديك يمكن تقسيمها إلى فئتين رئيسيتين : واحد هو " مختبر على رقاقة ( loc ) " ، والتي يمكن أن تدمج مع عملية متعددة الخطوات من خلال حفر ميكروتشانيلس على رقاقة . نوع آخر هو فتح جهاز ميكروفلويديك ، على الرغم من أنه يحل مشكلة الوصول إلى نظام مغلق ، فإنه من الصعب تحقيق استقرار تدفق مستمر مضخة .هناك بعض القيود في عملية معقدة ومتعددة الخطوات التجريبيةمنتدى

لفترة طويلة ، في مجال البحوث العلمية تواجه تحديا رئيسيا : كيفية تحقيق الاستقرار والتحكم في التدفق المستمر مضخة متعددة الخطوات العملية المتكاملة في إطار فرضية الحفاظ على فتح وسهلة التشغيل . هذه المشكلة أصبحت القيود المفروضة على تعميم وتطبيق تكنولوجيا ميكروفلويديك في صلب المشهد العلمي ، التصميم المبتكر القائم على الإلهام البيولوجي ، هو حل هذه المشكلة من خلال كسر الأفكار .

مؤخراالبروفيسور ليو شياو مينغ ، معهد بكين للتكنولوجيانشرت على الانترنت في مجلة بعنوان"مختبر على نهاية: التلاعب الصغير باستخدام مجموعة الركيزة الصوتية الهيدروديناميكية كمؤثر نهائي"أطروحة .مستوحاة من خصائص الحركة التعاونية من أهداب ، وهو نوع من السوائل الصوتية مجموعة microcolumnهذا الاختراع يدرك التوافق بين فتح بيئة ميكروفلويديك و الزمكان المستمر السائل التلاعب ، ويعرض على نطاق واسع ، متعددة الوظائف ومرنة القدرة على التعامل مع الجسيمات الدقيقة ، الكائنات الحية والسوائل .

أولا ، استخدام فريقمايكرو ستيريو الطباعة الحجرية ( ع ® P140， الدقة : 10 ميكرون (مشط نهاية المستجيب هو ملفقة . تحت قيادة محول بالموجات فوق الصوتية ، حقل الصوتية والمحلية السوائل الصوتية سوف تحدث بالقرب من نهاية المستجيب . من خلال تعديل التردد والسعة من إشارة المدخلات ، يمكن أن تجعل من السوائل الصوتية تظهر ثلاثة أنواع من الآثار ، بما في ذلك داخل الطائرة نقل تدفق ، تدفق الدورية خارج الطائرة ، والتقاط على أساس قوة الإشعاع الصوتي ، ثم التقاط ، ترجمة ، والتناوب في اتجاهين نقل الأهداف الصغيرة يمكن أن تتحقق . وبالإضافة إلى ذلك ، سطح الطباعة ثلاثية الأبعاد مشط مثل نهاية يولد قوة شعرية كبيرة ، وبالتالي سحب قطرات على سطح مسعور الحركة .

من أجل التحقق من قدرة لو التعامل مع الأهداف الفردية ، ثلاثة أنواع من الآثار الصوتية ( الشكل 2a-2c ) تم التحقق منها من خلال تتبع الجسيمات ، و محاصرة ، ترجمة ، والتناوب ، ثنائية الاتجاه نقل الطاقة ( الشكل 2d-2g ) تم التحقق منها من قبل 100 بالمقارنة مع غيرها من نهاية المستجيبات ، لو أيضا لديه القدرة على التلاعب موازية ، أظهر الباحثون القدرة على ترتيب الجزيئات المتناثرة في " بت " نمط من التلاعب في أهداف متعددة في وقت واحد ( الشكل 2 ) .

على أساس التلاعب الجسيمات الفردية ، والباحثين مواصلة استكشاف تطبيق لو في مختلف المجالات الطبية الحيوية والكيمياء .

استخدم الباحثون لو لإكمال " نهاية إلى نهاية " عملية التلاعب في الخلايا الجرثومية في المختبر . أولا ، تم القبض على البويضات المنتشرة في كل مكان و ترتيبها في صف واحد ( الشكل 3 ) . ثانيا ، البويضات التي تم التقاطها تم نقلها إلى نافذة التحكم من خلال استمرار تدفق النقل في الطائرة من الحب ، والمجال البصري المجهر تركز على النافذة ( الشكل 3 ) ؛ وأخيرا ، فإن الموقف من البويضات في نافذة التحكم يتم تعديلها من قبل استمرار تدفق الدورية خارج الطائرة من الحب . إعادة توجيه البويضات يمكن أن تتطور إلى جنين بعد حقن الحيوانات المنوية في السيتوبلازم ( الشكل 3 ) . أثناء التطور الجنيني ، حالة مختلفة من لو يمكن ملاحظتها باستمرار ، ونوعية التنمية الجنينية يمكن تقييمها من قبل microvision 3D التعمير ( الشكل 3f-3g ) . متعددة الخطوات العملية المعقدة يمكن أن يتحقق من خلال نفس المحطة الطرفية المحرك ، مما يدل على قدرتها على تنفيذ عملية معقدة متعددة الخطوات باستخدام " الزمكان تدفق مستمر " .

ثانيا ، استخدم الباحثون لو لتطوير الديدان الخيطية المستخفية الجميلة )C. elegansدراسة مورفولوجية . مجموعة من المحركات الطرفية يمكن أن تولد مستقرة ومتسقة تدفق مستمر في مواقع مختلفة من الوحدات الطرفية ، وبالتالي ضمان استقرار دوران ونقل الأهداف مع نسبة كبيرة من الطول إلى القطر مثل الديدان الخيطية . كما اقترح الباحثون تقنية التصوير متحد البؤر المحلية الديدان الخيطية : من خلال تعديل الموقف والموقف من الديدان الخيطية ، من زوايا مختلفة من أجزاء مختلفة من الديدان الخيطية التصوير عالية الدقة ، من أجل تجنب التصوير مضان المعلومات تتداخل مع مختلف مستو إشارة مضان تراكب ( الشكل 4 ) .

ثالثا ، أكد الباحثون مزايا لو في السائل التلاعب . مثل غيرها من منصات مفتوحة ميكروفلويديك ، لو يمكن التقاط ونقل قطرات الماء على سطح مسعور أو النفط المرحلة المتوسطة ( الشكل 5 ) . خلافا لغيرها من المعدات ، لو يمكن تسريع عملية خلط السوائل اللزجة الصغيرة الحجم وحل الجسيمات الصلبة في إطار العمل من السوائل الصوتية ، وبالتالي حل المشكلة أن واجهة عالية التركيز من السوائل مع انخفاض عدد رينولدز من الصعب نشر ( الشكل 5b-5c ) . كما صمم الباحثون سيناريوهات تجريبية من أجل تعزيز التفاعلات الكيميائية ، لا سيما في التفاعلات الكيميائية التي تحتوي على رواسب أو الغازات التي يصعب التعامل معها من قبل شركة نفط الجنوب التقليدية رقائق ، وأظهرت مزايا كبيرة ( الشكل 5 ) . من خلال البرمجة المسبقة ، لو يمكن أيضا محاكاة " التسلسل " قدرة ميكروفلويديك ، وأداء متعدد الخطوات المعقدة التفاعلات الكيميائية .

وبالإضافة إلى ذلك ، فإن الباحثين أيضا التحقق من قدرة لو في خلية واحدة ومتعددة العمليات . في هذه الدراسة ، الكلاسيكية هيلا خطوط الخلايا في مجال علوم الحياة تم اختيارهم . أولا ، القدرة على التعامل مع خلية واحدة التقاط ، نقل ، والتناوب ثبت ( الشكل 6 ) . وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تستخدم أيضا بوصفها أداة التلاعب في تدفق عالية لتحقيق تجميع خلايا هيلا ( الشكل 6 باء ) ، ولها وظائف الخلية تعداء و تسليم المخدرات ( الشكل 6 c-6d ) .

الخلاصة : لو يدرك كل من " فتح عملية سهلة " و " تدفق مستمر متعدد خطوة تجهيز " - ليس فقط لديه خصائص مرنة ومريحة ، منخفضة التكلفة ، وسرعة البدء في فتح الجهاز ، ولكن أيضا يمكن إكمال التجارب المعقدة مثل رقاقة مختبر .الجهاز لا يحتاج إلى مهارات التشغيل المتخصصة ، هو مناسبة لأنّ معمل مشترك ، ومن المتوقع أن تعزز تعميم تكنولوجيا التحكم في التدفق الجزئي في مجالات مثل التركيب الكيميائي ، والبحوث البيولوجية ، المساعدة على الإنجاب ، وما إلى ذلك ، يوفر أداة فعالة وعملية البحث العلمي ذات الصلة ، ويساعد على تحقيق اختراقات في المجالات ذات الصلة .