【據(jù)美國(guó)麻省理工學(xué)院新聞中心1月19日?qǐng)?bào)道】來(lái)自美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)明出一種新的硬件，這種硬件能夠利用電場(chǎng)使化學(xué)或生物溶液中的液滴在某個(gè)表面上移動(dòng)并混合，這種方法能夠同時(shí)測(cè)試數(shù)千種化學(xué)反應(yīng)。研究人員認(rèn)為他們的系統(tǒng)能夠替代現(xiàn)在生物實(shí)驗(yàn)中常用的微流控設(shè)備，新的系統(tǒng)能夠讓溶液按規(guī)定軌跡移動(dòng)，能夠更加有效、經(jīng)濟(jì)地完成規(guī)模更大的實(shí)驗(yàn)。麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的教授Udayan Umapathi表示，傳統(tǒng)的微流控系統(tǒng)利用管道、閥門和泵來(lái)控制溶液流動(dòng)，這就意味著它是一套機(jī)械的系統(tǒng)，需要復(fù)雜的設(shè)計(jì)，并且容易崩潰。現(xiàn)在的生物實(shí)驗(yàn)需要控制體積越來(lái)越小的液滴，這就導(dǎo)致微流控系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，甚至需要搭建具有上百萬(wàn)個(gè)連接的系統(tǒng)。在新的系統(tǒng)中，數(shù)千個(gè)液滴儲(chǔ)存在設(shè)備表面上，通過(guò)軟件控制液滴自動(dòng)移動(dòng)去完成生物實(shí)驗(yàn)。在過(guò)去的十年中，其他的研究團(tuán)隊(duì)嘗試過(guò)使用數(shù)字微流控系統(tǒng)或電子控制液滴來(lái)完成生物實(shí)驗(yàn)，但是他們的芯片是使用高端蝕刻科技完成的，對(duì)環(huán)境要求極高。Umapathi教授和他的同事們希望能夠降低成本，他們利用一塊打印的電路板，上面有一排電極，同時(shí)在電路板表面覆蓋一層密集的極小球型，不到1微米高，由疏水材料構(gòu)成，這樣液滴就能夠在電路板表面自由移動(dòng)。他們利用高壓低頻信號(hào)和低壓高頻信號(hào)來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)，高壓低頻信號(hào)用于移動(dòng)液滴，低壓高頻信號(hào)用于定位液滴，定位技術(shù)和觸屏手機(jī)使用的技術(shù)相同。研究人員們相信利用這套設(shè)備能夠大幅降低生物工業(yè)中的實(shí)驗(yàn)成本，比如，對(duì)于生物制藥公司，不僅能夠同時(shí)進(jìn)行多個(gè)實(shí)驗(yàn)，還能成百倍地減少吸液管的數(shù)量。這項(xiàng)研究成果也得到了生物公司BioBright的創(chuàng)始人和CEOCharles Fracchia的贊賞。相關(guān)研究成果已于本月發(fā)表在在線期刊MRS Advances上。

文獻(xiàn)鏈接：

http://news.mit.edu/2018/programmable-droplets-enable-high-volume-low-cost-biology-experiments-0119