Naujas pigus metodas, leidžiantis greitai paruošti medicininius tyrimus atlikti šviesos pagrindu veikiančius "lab-on-chip" įrenginius

Dragnet: Homicide / The Werewolf / Homicide (Birželis 2019).

Anonim

Naujas gamybos procesas galėtų palengvinti ir pigiau pritaikyti optinį jutiklį į "lab-on-chip" įrenginius. Šie įtaisai integruoja laboratorines funkcijas į plastiko ar stiklo "lustą", paprastai ne daugiau kaip kelis kvadratinius centimetrus dydžio, todėl automatiškai atliekami bandymai gydytojo kabinetuose arba įvairūs cheminės arba biologinės analizės metodai naudojant nešiojamus prietaisus.

Šiandien labiausiai paplitusi medžiaga, naudojama "laboratorijų ant lusto" prietaisų, yra silikono polidimetilsiloksanas (PDMS), nes jis turi optines, mechanines ir chemines savybes, yra mažos kainos ir lengvumas, kuriuo jis gali būti struktūrizuotas pagal mikroscale. Kadangi šie įtaisai tampa vis labiau paplitę ir vis sudėtingesni, reikia mažiau brangių būdų įtraukti visus PDMS optinius komponentus, tokius kaip bangolaidžiai, į tiesioginę šviesą ant lusto ir per ją.

"Mūsų naujas metodas suderinamas su" lab-on-chip platformų "kūrimu, kur integruoti optiniai bangolaidžiai gali būti puikus įrankis lengvoms diagnostikos ar stebėjimo programoms", - sakė Universiteto nacionalinio autonominio universiteto Meksika Mathieu Hautefeuille, bendraautoris. popierius.

"Optical Society" (OSA) žurnale " Optical Materials Express " tyrėjai apibūdina savo paprastą ir nebrangų metodą, skirtą PDMS bangolaidžių, kurie gali būti lengvai integruojami į tą pačią medžiagą pagamintą "lab-on-chip" prietaisą, aprašymą. Jie naudoja savo naują požiūrį gaminant PDMS spindulių skirstytuvą, kuris skaido lazerio išėjimą į dvi sijas.

"Mūsų žiniomis, tai yra pirmas kartas, kai mažo galingumo lazerio ėsdinimas buvo naudojamas mikrostruktūros polimerams optinio bangolaidžio gamybai", - sakė Hautefeuilis. "Šis tyrimas rodo, kad labai nebrangios lazerinės platformos, pagrįstos šiuo atveju mūsų CD / DVD įrenginiu, gali konkuruoti su didelės galios lazeriais tokioms programoms."

Tyrėjai teigia, kad jų naujas gamybos būdas gali būti naudingas ir kitoms taikomosioms programoms, įskaitant tas, kurios reikalauja tikslaus mikrostruktūros, ir kad jis gali būti naudojamas kitų polimerų terpėms be PDMS.

Mažo galingumo perforavimo medžiaga

Norėdami sukurti PDMS bangolaidžius, mokslininkai pradėjo kurdami pelėsių. Jie naudojo glaudžiai sutelktą CD / DVD įrašymo lazerio spindulį, kurį jie turėjo ant rankų, kad išgraviruotų aiškų akrilo lapą. Kadangi mažo galingumo lazerio šaltiniai, tokie kaip CD / DVD įrašymo įrenginiai, paprastai nėra absorbuojami skaidraus medžiagos, mokslininkai padengė akrilą labai sugeriančiu nanokarbonu. Tai sukūrė aiškias intensyvios šilumos sritis, kurios gali būti naudojamos medžiagos minkštinimui su mikroscale.

Tyrėjai taip pat sukūrė PDMS su dviem skirtingais refrakcijos indeksais, kruopščiai modindami medžiagos maišymo ir kietėjimo sąlygas. Jie užpildė išgraviruotą mikromolę su vieno lūžio rodiklio PDMS, išgydė medžiagą, tada įdėta PDMS sluoksniu, kurio viršutinis lūžio rodiklis yra kitoks. Po to, kai buvo atliktas kitas kietėjimo etapas, mokslininkai pašalino PDMS iš pelėsio, apversta ir pridūrė dar vieną PDMS sluoksnį, kad būtų sukurtas bangolaidis, visiškai įterptas į dvi PDMS plokštes.

Siekiant patikrinti, ar maišymo ir kietėjimo receptas, naudojamas PDMS optinėms savybėms kontroliuoti, yra atkuriamas, tyrėjai keletą kartų išmatavo jų pagamintų PDMS sluoksnių lūžio rodiklį. Jie taip pat parodė, kad optiniai bangolaidžių nuostoliai, pagaminti naudojant šią technologiją, atitiko tuos, apie kuriuos pranešta, dėl sudėtingesnių gamybos būdų.

"Be to, kad nebrangūs, mūsų technologija atlieka greitą bangolaidžių prototipą, leidžiančią integruoti lengvuosius pajėgumus, tokius kaip interferometriniai įtaisai, į" lab-on-chip "įrenginius", - sakė Hautefeuille. "Taip pat galima gaminti ilgus bangolaidžius taikant mūsų metodą, o tai gali būti puikus pranašumas" lab-on-chip "įrenginiuose."

Padaryti PDMS sijų skirstytuvą

Naudodami naują metodą, mokslininkai pagamino 8 milimetrų ilgio Y formos spindulio daliklį. Be to, kad įrodyti, kad spindulių skirstytuvas atskyrė lazerio spindulį į dvi išvesties rankenas, mokslininkai taip pat parodė, kad šviesa gali būti perjungiama tarp kiekvienos rankos, pakeičiant optinio pluošto, kuris tiekia šviesą, padėtį ir kampą.

Tyrėjai dabar bando parodyti, kad jų metodas gali būti naudojamas sudėtingesnių integruotų optinių prietaisų, tokių kaip interferometras, kuris gali būti naudojamas kaip "vis-PDMS" platforma, skirta prietaisams aptikti, gamybai.

Komanda sėkmingai taikydama šį požiūrį įkvepia naują gyvenimą senesnėse technologijose, o tai rodo, kad dideli tikslumai ne visada reikalauja brangios, moderniausios įrangos. "Mūsų tyrimas rodo, kad trumpalaikiai impulsiniai lazeriai nėra griežtai reikalingi, kad išgraviruotų skaidrius polimerus ir plastikus, kurių mikrono skalė yra", - sakė Hautefeuilis. "Dar kartą panaudojus perdirbtą CD / DVD įrenginį, jūs galite sugebėti išplėsti įrangos, kuri gali būti pradėta atrodyti pasenusi".

menu
menu