ด้วยแรงบันดาลใจจากไมโครอิเล็กทรอนิกส์ นักวิทยาศาสตร์ได้ลดขนาดของห้องปฏิบัติการที่รกรุงรังซึ่งใช้สำหรับการศึกษาทางเคมีและชีวภาพลงบนชิปควบคุมของไหลขนาดเล็ก (SN: 8/15/98, p. 104: https://www.sciencenews.org/sn_arc98/8_15_98/ bob1.htm). ขณะนี้ ทีมนักวิจัยในแคลิฟอร์เนียได้สร้างอุปกรณ์ดังกล่าวขึ้นสองเครื่องที่ก้าวล้ำหน้าอุปกรณ์อื่นๆ ทั้งในด้านความซับซ้อนและความสามารถในการควบคุม
ไมโครพลัมมิ่ง ในภาพกล้องจุลทรรศน์ของสิ่งที่เรียกว่าตัวเปรียบเทียบ สีย้อมจะเน้นส่วนประกอบต่างๆ เช่น วาล์ว (สีชมพู สีเหลือง สีส้ม และสีเขียว) และช่องของของไหล (สีน้ำเงินเข้ม)
THORSEN ET AL./วิทยาศาสตร์
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่ามีวาล์วไฮดรอลิกขนาดเล็กหลายพันตัวที่ทำหน้าที่เทียบเท่ากับทรานซิสเตอร์และท่อยางขนาดเล็กที่ทำหน้าที่เป็นสายไฟ ชิปใหม่นี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการดำเนินการปฏิกิริยาเคมีและการวิเคราะห์ที่ซับซ้อน นักวิทยาศาสตร์กล่าว เรียกว่าชิปไมโครฟลูอิดิค อุปกรณ์เหล่านี้ยังสามารถจัดเก็บข้อมูลที่แสดงโดยของไหลต่างๆ และดำเนินการทางลอจิกอย่างง่ายทางไฮดรอลิก ซึ่งโดยปกติแล้วจะถูกปล่อยให้อยู่ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์
หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
ชิปไมโครฟลูอิดิกของความซับซ้อนนี้สัญญาว่าจะปรับปรุงความเร็วและความแม่นยำของขั้นตอนต่างๆ เช่น การคัดกรองเซลล์สำหรับโรค กล่าวโดยสตีเฟน อาร์. เควก ผู้ร่วมประดิษฐ์จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนียในพาซาดีนา Quake และเพื่อน ร่วมงานจาก Caltech Todd A. Thorsen และ Sebastian J. Maerkl อธิบายถึงชิปใหม่ของพวกเขาในScience ฉบับหน้า แต่ละเครื่องมีขนาดประมาณดวงตราไปรษณียากร
ปัจจุบัน Fluidigm แห่งเซาท์ซานฟรานซิสโก รัฐแคลิฟอร์เนีย ซึ่ง Quake เป็นผู้ร่วมก่อตั้ง กำลังขายอุปกรณ์ที่ใช้คุณสมบัติบางอย่างของเทคโนโลยีใหม่เพื่อตรวจสอบการตกผลึกของโปรตีน
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
ชิปไมโครฟลูอิดิกส่วนใหญ่ที่นักวิจัยคนอื่นคิดค้นขึ้นนั้นไม่มีวาล์วบนชิป พวกเขาอาศัยวาล์วภายนอกและวิธีการอื่นในการควบคุมการเคลื่อนที่ของของเหลว Scott Manalis จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์กล่าว ด้วยการรวมวาล์วธรรมดาจำนวนมากเข้ากับชิปไมโครฟลูอิดิก ทีมงานของคาลเทคจึงประสบความสำเร็จใน “ทัวร์ เดอ ฟอร์ซ” เขากล่าว
ในการสร้างชิปใหม่ นักวิจัยได้ฉายภาพรูปแบบบนวัสดุที่ไวต่อแสง จากนั้นพวกเขาละลายส่วนที่สัมผัสออกเพื่อสร้างแม่พิมพ์ ซึ่งพวกเขาใช้ในการหล่อการออกแบบท่อประปาขนาดจิ๋วในยางซิลิโคน “อุปกรณ์สุดท้ายคือยางทั้งหมด” Quake กล่าว
หนึ่งในชิปใหม่สองชิ้นของทีมคาลเทคมีอาร์เรย์ขนาดเล็กจำนวน 1,000 ห้องที่อัดแน่น ซึ่งแต่ละตัวสามารถจุของเหลวได้ 250 ล้านล้านลิตร ภายในเครือข่ายระบบประปาที่ซับซ้อนของชิป ทุกช่องสามารถเติมหรือเทออกได้อย่างอิสระ การเข้าถึงโดยตรงไปยังทุกองค์ประกอบยังเป็นคุณสมบัติของชิปหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มแบบอิเล็กทรอนิกส์อีกด้วย นักวิจัยตั้งข้อสังเกต
ด้วยชิปตัวที่สองที่เรียกว่าเครื่องเปรียบเทียบซึ่งเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ประเภทหนึ่ง นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถแยกแบคทีเรียเดี่ยวในห้องต่างๆ ทดสอบจุลินทรีย์สำหรับการผลิตเอนไซม์เฉพาะ จากนั้นจึงอพยพจุลินทรีย์ที่เลือกออกจากอุปกรณ์ เพื่อให้การควบคุมง่ายขึ้น นักวิจัยได้จัดเรียงวาล์วสองสามตัวในรูปแบบที่เรียกว่ามัลติเพล็กเซอร์ ซึ่งช่วยให้เปิดหรือปิดหลายช่องสัญญาณได้
แม้ว่าชิปใหม่จะมีความซับซ้อนสูง แต่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น Quake กล่าว เขาคาดการณ์ว่าการออกแบบเช่นนี้จะเป็นส่วนประกอบของระบบไมโครฟลูอิดิคที่ซับซ้อนมากขึ้น
“ทีละชิ้น เรากำลังประกอบมันเข้าด้วยกัน” Quake กล่าว
Credit : สล็อตเว็บตรง