Lab på ett chip

Laboratorium på ett chip ( eng.  lab-on-a-chip eller micro total analysis systems , förkortning LOC; µTAS), eller mikrosystem för komplett analys , är en miniatyrenhet som tillåter en eller flera flerstegs (bio)kemiska processer ska utföras på ett enda chip med en yta från flera mm 2 till flera cm 2 och med användning av mikro- eller nanoskopiska mängder prover för provberedning och reaktioner.

Beskrivning

För att skapa laboratorier på ett chip används mikroteknik , med 3D-skrivare , fotolitografi , mikro- och nanofluidik , precisionsdesign, nanosensorer och andra tekniker som används vid produktion av mikroelektromekaniska system (MEMS). Laboratorier på ett chip skiljer sig från konventionella biomikrochips, som vanligtvis utför en reaktion (till exempel hybridisering av nukleinsyror ), genom förmågan att utföra sekventiella kemiska transformationer av initiala prover, inklusive stadierna av separation, koncentration, blandning av mellanprodukter, flytta dem in i olika reaktionsmikrakamrar och läsa av de slutliga resultaten. . De främsta fördelarna med Labs on a Chip är deras användarvänlighet, höga analyshastighet, ett litet antal prover och reagenser som krävs för att erhålla ett resultat, och goda reproducerbarhet av resultat på grund av användningen av standardteknik och automatiserad utrustning under tillverkning och använda sig av. I framtiden kommer sådana system att avsevärt kunna minska kostnaderna och göra mer tillgänglig forskningsteknik som för närvarande utförs i specialiserade laboratorier med hjälp av dyr utrustning, till exempel kan diagnosen av onkologiska och infektionssjukdomar utföras direkt vid patientens säng eller utföra en uttrycklig analys av miljöföroreningar i fält . Konstruktionen av sådana enheter underlättas avsevärt genom skapandet av en universell uppsättning komponenter (som inte är svåra att återskapa med en 3D-skrivare), från vilken en ny enhet kan skapas på några minuter. [1] [2] . Det finns också utsikter till framtida tillämpningar av laboratorier på ett chip som mikroreaktorer inom syntetisk kemi, såväl som mikroenheter för snabb laboratoriediagnostik , till exempel genom PCR .

Se även

• Mikrohydrodynamik
• Mikroteknik
• Mikroelektromekaniska system
• molekylär switch
• Multiplexanalys
• Drop-baserad mikrofluidik
• Mikrofysometri
• Mikropump
• mikroventil
• Pappersbaserad mikrofluidik
• Mikrofluidisk cellkultur
• Spektroskopi av mikrofluidisk modulering

Anteckningar

1. ↑ Diskreta element för 3D-mikrofluidik . Hämtad 23 september 2014. Arkiverad från originalet 17 november 2018. (obestämd)
2. ↑ Lego-liknande modulära komponenter gör det enkelt att bygga 3D "labs-on-a-chip" . Datum för åtkomst: 23 september 2014. Arkiverad från originalet 22 september 2014. (obestämd)

Litteratur

• Bhargava, KC et al. (2015). Förutsäga beteendet hos mikrofluidiska kretsar gjorda av diskreta element . sci. Rep. 5, 15609; doi : 10.1038/srep15609
• Au, AK, Bhattacharjee, N., Horowitz, LF, Chang, TC, & Folch, A. (2015). 3D-printad mikrofluidisk automatisering. Lab on a chip, 15(8), 1934-1941. doi : 10.1039/C5LC00126A
• Rogers, C.I., Qaderi, K., Woolley, A.T., & Nordin, G.P. (2015). 3D-printade mikrofluidenheter med integrerade ventiler . Biomicrofluidics, 9(1), 016501. Detaljerad beskrivning av apparat med inbyggda ventiler
• Chang, L., Hu, J., Chen, F., Chen, Z., Shi, J., Yang, Z., … & Lee, LJ (2016). Bioplattformar i nanoskala för förhör med levande celler: nuvarande status och framtidsperspektiv. Nanoscale., 8, 3181-3206 doi : 10.1039/C5NR06694H
• Yazdi, A.A., Popma, A., Wong, W., Nguyen, T., Pan, Y., & Xu, J. (2016). 3D-utskrift: ett framväxande verktyg för nya mikrofluidik- och lab-on-a-chip-applikationer . Microfluidics and Nanofluidics, 20(3), 1-18. doi : 10.1007/s10404-016-1715-4 Hur man 3D-utskriver ett laboratorium på ett chip
• Zhang, Y., & Jiang, H. R. (2016). En översyn av kontinuerligt flöde av mikrofluidisk PCR i droppar: framsteg, utmaningar och framtid . Analytica Chimica Acta, 914, 7-16. doi : 10.1016/j.aca.2016.02.006
• Carreras, P., González, I., Gallardo, M., Ortiz-Ruiz, A., Morales, M.L., Encinas, J., & Martínez-López, J. (2021). Långsiktig human hematopoietisk stamcellsodling i mikrodroppar. Mikromaskiner, 12(1), 90. PMC 7830102 doi : 10.3390/mi12010090
• Venkatesan, S., Jerald, J., Asokan, P., & Prabakaran, R. (2020). En omfattande genomgång av mikrofluidikteknik och dess tillämpningar . Senaste framsteg inom maskinteknik, 235-245. https://doi.org/10.1007/978-981-15-1071-7_20 Online ISBN 978-981-15-1071-7
• Agrawal, G., Ramesh, A., Aishwarya, P., Sally, J., & Ravi, M. (2021). Enheter och tekniker som används för att erhålla och analysera tredimensionella cellkulturer. Bioteknologiska framsteg, e3126. PMID 33460298 doi : 10.1002/btpr.3126
• Winkler S., Grünberger A., ​​Bahnemann J. (2021) Microfluidics in Biotechnology: Quo Vadis. I: . Framsteg inom biokemisk teknik/bioteknik. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/10_2020_162 PMID 33495924
• Evgenios Bouzetos et al., (2021). (R)evolution-on-a-chip . Trender inom bioteknik. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2021.04.009
• Krylach, IV, Fokina, MI, Kudryashov, SI, Veniaminov, AV, Olekhnovich, RO, Sitnikova, VE, ... & Uspenskaya, MV (2022). Mikrofluidiskt vattenflöde på lasermönstrad MicroCoat®-belagd stålyta. Applied Surface Science, 581, 152258. doi : 10.1016/j.apsusc.2021.152258

Länkar