Team 3-D在chipl設(shè)備上打印出第一個(gè)真正的微流體實(shí)驗(yàn)室

BYU的研究人員是第一個(gè)3D打印可行的微流體裝置，這種裝置小到足以在遠(yuǎn)小于100微米的范圍內(nèi)有效。微流體裝置是微小的芯片，可以通過(guò)使用結(jié)合到裝置中的微觀通道來(lái)分選血液樣品中的疾病生物標(biāo)記物，細(xì)胞和其他小結(jié)構(gòu)。

這項(xiàng)成就是廉價(jià)大規(guī)模生產(chǎn)醫(yī)療診斷設(shè)備的重大突破，在學(xué)術(shù)期刊“ 實(shí)驗(yàn)室芯片 ” 上進(jìn)行了詳細(xì)介紹。BYU電氣工程教授Greg Nordin和楊百翰大學(xué)化學(xué)教授Adam Woolley表示，他們創(chuàng)新的關(guān)鍵是雙重的：

構(gòu)建自己的3D打印機(jī)，以更高的分辨率打印

使用全新的，專門設(shè)計(jì)的低成本定制樹脂

“其他人擁有3D打印的流體通道，但他們無(wú)法使它們足夠小以用于微流體，”Nordin說(shuō)。“所以我們決定制作自己的3D打印機(jī)并研究一種能夠做到這一點(diǎn)的樹脂。”

他們的工作已經(jīng)在芯片上產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)室，其流道橫截面小至18微米×20微米。先前對(duì)3D打印微流體裝置的努力未能取得小于100微米的成功。研究人員的3D打印機(jī)使用385 nm LED，與使用405 nm LED的3D打印機(jī)相比，大大增加了樹脂配方中紫外線吸收劑的可用選擇。

Nordin說(shuō)，用于微流體裝置制造的3D打印的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)眾所周知，并且他們的方法，即數(shù)字光處理立體光刻(DLP-SLA)，是一種特別有前景的低成本方法。DLP-SLA使用微鏡陣列芯片，與大多數(shù)消費(fèi)類投影儀一樣，在設(shè)備的逐層打印期間動(dòng)態(tài)地為每個(gè)層創(chuàng)建光學(xué)圖案。

研究人員表示，他們正在為3D打印奠定基礎(chǔ)，以挑戰(zhàn)傳統(tǒng)方法的主導(dǎo)地位 - 軟光刻和熱壓印 - 微流體原型制作和開發(fā)。

“我們故意試圖開始制造微流體裝置的革命，”Nordin說(shuō)。

Woolley對(duì)微流體的研究興趣集中在使用芯片實(shí)驗(yàn)室設(shè)備來(lái)檢測(cè)與早產(chǎn)相關(guān)的生物標(biāo)志物。為此，他和Nordin剛剛向國(guó)立衛(wèi)生研究院提交了一份提案，以制定本文關(guān)于早產(chǎn)預(yù)測(cè)的方法。

Woolley表示，該論文表示3D打印微流體技術(shù)現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)的功能尺寸提高了100倍。它還減少了時(shí)間和麻煩：BYU編寫的方法可以在30分鐘內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備，不需要使用潔凈室 - 一個(gè)沒(méi)有灰塵和其他污染物的特殊實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。

“這不僅僅是一個(gè)小步驟;它是從一種尺寸制度到以前難以接近的3D打印尺寸制度的巨大飛躍，”Woolley說(shuō)。“它為更容易，更便宜地制造微流體開辟了許多大門。”

華工是楊百翰大學(xué)博士。帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)工作的學(xué)生，使3D打印成為可能。楊百翰大學(xué)本科生Bryce Bickham也在研究中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。剛剛結(jié)束大一新生的布萊斯接受挑戰(zhàn)，挖掘了一本20卷的書籍，詳細(xì)介紹了可能的樹脂材料的光譜。Nordin說(shuō)，由于他在楊百翰大學(xué)圖書館長(zhǎng)達(dá)數(shù)周的努力，布萊斯找到了完美的材料。華然后用這種材料制作出成功的3D打印機(jī)樹脂。