پیشرفت صنعت با قطره های آب، کاربردهای منحصربه فرد ریزسیالات در تراشه های زیستی - وبلاگ دیور

به گزارش وبلاگ دیور، سیال هایی مانند آب، کاربردهای متنوع در صنایع دارند و خاصیت منحصر به فرد شکل پذیری و آن، استقبال صنعت را از نوآوری های مبتنی بر سیال ها افزایش داده است.

به گزارش گروه علم و پیشرفت وبلاگ دیور به نقل از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، وقتی از فناوری و نوآوری سخن به میان می آید، احتمالا طیف گسترده ای از فناوری های پیشرفته مانند سلول های بنیادی یا الکتونیک و ریزتراشه ها در ذهن تداعی می گردد. اما دنیای نوآوری می تواند بسیار گسترده و هم زمان کوچک باشد؛ کوچک به ابعاد چند میکرومتر.

بسیاری از فناوری های نو که ریزسیال هم به تازگی به جمعشان پیوسته، مبتنی بر همین ابعاد کوچک شکل گرفته است، بر اساس همین ابعاد کار می نماید.کاربرد این فناوری به یک یا چند حوزه خاص محدود نمی گردد و از صنعت تا حوزه سلامت را در برمی گیرد.کیت های تشخیصی که می توانند در مدت زمانی کوتاه پاسخ دهی دقیقی داشته باشند از همین فناوری بهره می برد.

ریزسیال به یک معنا، مبتنی بر مایعاتی در ابعاد و حجم بسیار کوچک است و کاربردهای گوناگونی در صنعت، حوزه پزشکی و سلامت دارد.اما فناوری ریزسیال محدود به کاربرد خاصی نیست و این مفهوم به رفتار، کنترل دقیق و تغییر در مایعاتی اطلاق می گردد که از نظر هندسی در مقیاس کوچک و معمولاً کمتر از میلی متر فعالیت می نمایند.

ریزسیال یک فناوری میان رشته ای است که دانش مهندسی، فیزیک، شیمی، بیوشیمی، فناوری نانو و زیست فناوری را در دل خود دارد. در چنین ابعادی، نیروهای سطحی بر نیروهای حجمی غالب هستند، محدود می شوند.

این فناوری، به طور هوشمند در حوزه هایی کاربرد دارد که حجم کمی از مایعات را در سامانه های چند وظیفه ای، اتوماسیون، غربالگری با توان بالا پردازش می نمایند. از ریزسیال در توسعه فناوری چاپ جوهر افشان، تراشه های زیستی، کیت های تشخیصی، و بسیاری از فناوری های دیگر بهره برده شده است.

ریز سیال چگونه کار می نماید

به طور معمول سیستم های ریزسیال مایعات را حمل، مخلوط، جداسازی و یا پردازش می نمایند. کاربردهای مختلف با استفاده از مسیرها و باریکه هایی به قطر یک مویرگ، برای اصلاح، شتابدهی و کنترل سیال استفاده می گردد.

میکرو پمپ ها مایعات را به صورت مداوم به حرکت در می آورند و شیرهای کوچک مقیاس، کنترل جریان یا نحوه حرکت مایعات پمپ شده را معین می نمایند. غالباً ، فرایندهایی که به طور معمول در آزمایشگاه انجام می شوند ، روی یک تراشه کوچک برنامه ریزی می گردد که ضمن افزایش کارایی و تحرک، حجم نمونه مصرفی را کاهش می دهد.

انواع مختلفی از فناوری ریزسیالات توسعه یافته است که هرکدام کاربردهای خاص خود را دارند؛ از مهم ترین انواع این فناوری می توان به ریزسیالات پیوسته، قطره ای و ریزسیالات دیجیتال هستند.

ریزسیالات دیجیتال معماری سیستم انعطاف پذیر و مقیاس پذیر و همچنین تحمل خطای بالایی را ارائه می دهد. علاوه بر این، از آنجا که هر قطره می تواند به طور مستقل کنترل گردد ، این سیستم ها همچنین دارای قابلیت تنظیم مجدد پویا هستند، به این وسیله می توان گروه هایی از سلول های واحد را در یک آرایه ریزسیالی پیکربندی کرد تا عملکرد آنها در حین اجرای همزمان مجموعه ای از سنجش های زیستی تغییر کند.

کاربردهای گسترده ریزسیالات

یکی دیگر از مزایای مهم دستگاه های ریزسیالی این است که آنها فقط به مقدار بسیار کمی مایع احتیاج دارند؛ بنابراین، می توانند ابعاد کوچکی داشته باشند.

تازه ترین پژوهش های فناورانه زمینه را برای انتقال داروها، مواد مغذی یا هر مایعی را به قسمت های بسیار خاصی از بدن یا بافت ها ممکن نموده است؛ همچنین، بسیاری از تراشه های ژنتیکی ریزسیالی از توانمندی شبیه سازی ویژگی های زیستی انسان برخوردار هستند و می توانند آزمایش های ژنتیک را به واقعیت تبدیل نمایند.

توسعه روزافزون

نقش فناوری ریزسیالات به سرعت در حوزه تجهیزات پزشکی، سلامت و همچنین صنایع در حال گسترش است و حسگرهای مبتنی بر این فناوری مانند دستگاه های قابل کاشت که می توانند دارو را به طور اختصاصی به بافت مورد احتیاج برسانند، تنها بخشی از از ابعاد فناوری ریزسیال ها به شمار می فرایند.

هوشمندشدن فرآیند درمان تنها بخشی از کاربردهای این فناوری به شمار می رود و در ساخت و فراوری تجهیزات و حسگرهای زیستی، پایش نماینده های سلامت و درمان از راه دور، به زودی با یاری فعالیت فناوران و متخصصان، تحول های تازه ای رخ خواهد داد.

در راستای توسعه نوآوری ها و فراوری محصولات مبتنی بر این فناوری، معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری از محصولات و نوآوری های این حوزه حمایت می نماید تا زمینه برای خلق محصول و تجاری سازی آن فراهم گردد.