Engångsmikrofluidiska enheter skapade med vanligt vaxpapper

Anonim

Engångsmikrofluidiska enheter skapade med vanligt vaxpapper

Vetenskap

Ben Coxworth

27 januari 2011

2 bilder

En av de mikrofluidiska papperstestremsorna, fluorescerande blå för att indikera närvaron av hemoglobin (Foto: Birck Nanotechnology Center, Purdue University)

Lab-on-a-chip-enheter arbetar genom att styra små vätskeprover genom små "mikrokanaler" inbäddade i en liten plattform och används för att analysera vätskor i medicinska och vetenskapliga miljöer. Tidigare i veckan rapporterade vi på en gymnasielärare som har uppfunnit ett sätt att skapa sådana apparater med hjälp av transparensfilm och en kopiator. Nu har forskare från Indianas Purdue University meddelat en ny metod att göra dem med papper. Medan tidigare tillvägagångssätt har involverat att lägga ner linjer av vax eller annat hydrofobt (vattenavvisande) material på hydrofilt (vattenabsorberande) papper, använder denna metod köpta hydrofoba papper och skapar mikrokanalerna genom att bränna bort den vattentäta beläggningen med en laser .

För närvarande tillverkas lab-on-a-chip-enheter med hjälp av fotolitografi eller etsningsteknik för att skapa mikrokanaler på små glas- eller plastplattformar. Vätskan som analyseras måste pumpas genom dessa kanaler med hjälp av små pumpar och ventiler.

Purdue-processen börjar med en remsa av vanligt vax eller pergamentpapper, som det som används för matlagning. När lasern brinner bort vaxet i exakta linjer, prickar och mönster, exponeras det underliggande bashydrofila papperet. Kiselmikropartiklar placeras också på nyckelplatser, för att hjälpa till att dra vätskan genom kanalerna. Liksom vid konventionella pappersbandstest dras vätskan till slut till ett reagens, vilket kommer att orsaka att papperet byter färg om en specifik kemikalie är närvarande i vätskan. Med användning av mikrokanalerna kan olika delar av pappersremsan användas för att testa för olika kemikalier inom samma prov.

Som en proof-of-concept-övning behandlade forskarna några av papperet med luminol, som används för att detektera förekomsten av hemoglobin i blod. När blod infördes i papperet, fluorescerades luminolen blå.

Fältet för pappersmikrofluidik är inte helt nytt, men det här påståendet är påstått att vara betydligt enklare än vad som föregår det. "Vår process är mycket lättare eftersom vi bara använder en laser för att skapa mönster på papper som du kan köpa kommersiellt och det är redan impregnerat med hydrofobt material", säger Babak Ziaie, en purdueprofessor inom el- och datavetenskap och biomedicinsk teknik. "Det är en stegvis process som kan användas för att tillverka ett billigt diagnostiskt verktyg för utvecklingsländerna där människor inte kan bekosta dyrare analytisk teknik."

Forskare från Pennsylvania State University meddelade något liknande i november i november - papperstestremsor som indikerar när de är redo att läsas, via en färgförändrad punkt som vätskan når genom mikrokanaler inom en vaxbeläggning.

Purdue-forskningen publicerades nyligen i tidskriften Lab on a Chip .

Forskare har skapat en ny metod för att skapa lab-on-a-chip-enheter, med hjälp av köpta vaxpapper (Foto: Birck Nanotechnology Center, Purdue University)

En av de mikrofluidiska papperstestremsorna, fluorescerande blå för att indikera närvaron av hemoglobin (Foto: Birck Nanotechnology Center, Purdue University)