Новый процесс революционизирует создание микрофлюидных устройств

Микрофлюидные устройства используют крошечные каналы для манипулирования очень малыми объёмами жидкостей и газов, используя их свойства на микроуровне. Они полезны в областях от струйной печати до химического анализа и имеют большой потенциал в персонализированной медицине, где могут миниатюризировать тесты, требующие целой лаборатории, за что получили название «лаборатория на чипе».

Исследователи из Института наук о клеточно-материальных системах (iCeMS) Университета Киото предложили инновационный подход к созданию микрофлюидных устройств, разработав новый процесс с отличительными свойствами и преимуществами.

Описание нового процесса, созданного доктором Детао Цином из команды Pureosity под руководством профессора Эасана Сиванияха, опубликовано в Nature Communications.

До сих пор создание устройств с микрофлюидными каналами требовало сборки из нескольких компонентов, что создавало потенциальные точки отказа. Процесс команды Pureosity не требует такой сборки. Вместо этого он использует светочувствительные полимеры и микро-светодиодные источники света для создания самозакрывающихся, пористых каналов высокого разрешения, способных переносить водные растворы и разделять небольшие биомолекулы, с помощью новой фотолитографической техники.

Последняя разработка команды основана на их технологии Organized Microfibrillation (OM), процессе печати, ранее опубликованном в Nature (2019). Благодаря уникальной особенности процесса OM микрофлюидные каналы демонстрируют структурную окраску, которая связана с размером пор. Эта корреляция также связывает скорость потока с цветом.

«Мы видим большой потенциал в этом новом процессе, — говорит профессор Сиваниях. — Мы рассматриваем его как совершенно новую платформу для микрофлюидных технологий, не только для персональной диагностики, но и для миниатюрных датчиков и детекторов».

Микрофлюидные устройства уже используются в биомедицинской области для анализа ДНК и белков в диагностике у постели больного. В будущем устройства могут позволить пациентам отслеживать жизненно важные показатели здоровья, просто нося небольшой пластырь, чтобы медицинские работники могли немедленно реагировать на опасные симптомы.

«Было захватывающе наконец-то применить нашу технологию для биомедицинских применений, — говорит соавтор статьи доцент Масатеру Ито. — Мы делаем первые шаги, но обнадёживает, что релевантные биомолекулы, такие как инсулин и белок оболочки SARS-COV2, были совместимы с нашими каналами. Я думаю, что диагностические устройства — многообещающее будущее для этой технологии».