研究人员开发用于3D螺旋装置的快速方法

来自冲绳科学技术研究所和东北大学的一组科学家已经能够在三维微尺度环境中进行准确有效的流体操作。 这一突破的细节发布在《微系统与纳米工程》杂志上。

由于微流控设备可以处理极小的流体体积，研究人员可以以惊人的准确性和效率进行处理和分析。在过去的几年里，微流控技术在生物学、化学和医学等多个领域取得了迅速发展。三维螺旋微流控装置在其中脱颖而出，具有革命性。

颗粒分离、试剂混合和精确的流体控制通过复杂的开瓶器式设计成为可能。然而，目前的制造挑战阻碍了生物分析应用革命性的潜力。除了昂贵和耗时外，该工艺还限制了可以使用的材料和结构布置的种类。

受日本传统糖果制作方法的启发，例如金太郎的创造，来自东北大学和OIST的跨学科团队开发了一种小型化的旋转热拉伸工艺来克服这些限制。 这种创造性的方法包括在加热组件时转动它们，以在纤维内部创建复杂的三维结构。

这种方法非常灵活，因为它可以与各种材料一起使用，这些材料在加热时会变形，从而为组合不同的材料提供了无数的机会。

在与OIST微/生物/纳米流体部门负责人Amy Shen的合作下，跨学科的东北-OIST团队进行了模拟和实验，以可视化螺旋结构内的流体流动。

来自Shen小组的Daniel Carlson评论说：“我们已经确认了Dean涡旋的存在，这是一种发生在弯曲通道中的旋转流动，在我们的设备中，从而肯定了它们在显着提高细胞和颗粒分离效率方面的潜力。使用mini-rTDP对三维螺旋微流控进行快速原型制作代表了微流控领域的显着进步。这项技术提供了无与伦比的多功能性、精度和催化各行业变革的潜力。

郭解释说：“此外，我们正在积极寻求将微流体通道与电极、生物传感器和执行器等功能直接集成到光纤中。这一努力有可能彻底改变芯片实验室的生物分析技术。

这项研究展示了这两个组织之间的强大合作和协同作用，是对OIST SHIKA计划的合作努力和东北大学提供的配套资金的致敬。