텍사스 A & M University의 Artie McFerrin 화학 공학과 팀은 Zachary Gagnon 박사와 대학원생 MD Nazibul Islam이 이끄는 MD Nazibul Islam이 이끄는 종이 기반 미세 도박 룰렛를 사용하여 진단 장치를 제조하는 새로운 방법을 개발했습니다.
미세 도박 룰렛의 분야는 작은 채널을 통한 액체의 움직임과 기술 응용 분야에서 사용하기 위해이 움직임을 어떻게 제어 할 수 있는지 자세히 설명합니다. 이러한 미세 도박 룰렛 시스템의 예로는 임신 검사 및 COVID-19에 대한 진단 장치가 포함됩니다.
이 시스템은 펌프와 칩이 모두 포함되어 있으며, 여기서 펌프가 액체가 흐르는 칩의 작은 채널로 액체를 움직여 결국 진단 시약을 만난다 - 식별 가능한 화학 반응을 시작하는 항체 또는 제제와 화학적으로 반응하는 물질.
예를 들어, COVID-19 폴리머 라제 연쇄 반응 (PCR) 시험을 수행 할 때 타액 또는 점액 샘플이 제공됩니다. 액체는 칩의 채널을 통해 마이크로 웰로 전달되며, 여기서 바이러스 리보 핵산 (RNA)이 먼저 DNA로 전환 된 다음 증폭된다.
다양한 응용 분야에 사용 되었음에도 불구하고 플라스틱 사용과 결합 된 미세 도박 룰렛 장치의 연구 및 개발에도 불구하고 이러한 장치의 프로토 타이핑 및 스케일링을 매우 비싸게 만듭니다.
“소규모로 프로토 타입 임신 테스트의 단일 실행은 6 자리 투자가 될 수 있으므로 소비자 기반 미세 도박 룰렛 제품이 시장에 진입하는 것이 거의 불가능할 수 있습니다.”라고 Gagnon은 말했습니다. "학문적 실험실과 연구원들은 논문을 출판하지만 상용화 할 수는 없습니다. 우리의 동기는 연구자들이 미세 도박 룰렛 제품을 상용화 할 수 있도록 빠른 프로토 타이핑 플랫폼을 민주화 할 수있는 방법을 찾고 있습니다.".
이 문제를 해결하기 위해 연구원들은 종이 기반 미세 도박 룰렛로 향했다. 종이 기반 미세 도박 룰렛는 새로운 아이디어가 아닙니다.
수동 도박 룰렛 취급이 여러 진단 테스트를 개발하는 데 도움이되었지만, 표면 증발로 인한 활성 도박 룰렛 제어의 부족 및 모세관 수송의 변동성은 종이 기반 미세 도박 룰렛 장치의 주요 기술적 한계입니다.
대조적으로, 연구원의 종이 미세 도박 룰렛 장치는 전통적인 플라스틱 미세 도박 룰렛 장치와 유사하게 작동합니다. 그들의 방법을 통해 연구원들은 라미네이트 종이를 사용하여 진단 장치를 제조하여 펌프와 같은 외부 압력 원을 사용하여 다공성 미세 도박 룰렛 연속 흐름을 안내 할 수 있습니다.
“우리의 연구는 우리가 실험실에서 적층하고 본질적으로 동일한 유형의 흐름 동작을 볼 수있는 정밀한 클린 룸 제조가 필요한 진단 장치를 만들 수 있음을 보여주었습니다.”라고 Gagnon은 말했습니다.
종이 기반 진단 장치에는 최소한의 장비가 필요하고, 신속하게 프로토 타입을 만들 수 있으며, 전통적인 미세 도박 룰렛 장치의 비용의 일부로 제조 목적으로 스케일링되어 미세 도박 룰렛 운영을위한 접근 가능하고 저렴한 경로를 만듭니다.
종이의 다공성 특성은 연속 도박 룰렛 흐름을 허용하여 종이 미세 도박 룰렛 장치의 응용 범위를 확장하기 때문에 몇 가지 장점을 제공합니다. 예를 들어, 이슬람은이 제조 기술을 사용하여 적혈구의 탄력성을 연구하거나 DNA 농축과 같은 종이 미세 도박 룰렛의 다양한 적용을 조사했습니다.
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이 연구는 NASA의 초기 경력 교수 상과 국립 과학 재단의 I-Corps Grant가 자금을 지원했습니다.