Исследовательская группа изобретает новый жидкостный процессор с регулируемым освещением, свободный от загрязнений, для современных медицинских и промышленных применений

Исследовательская группа в области машиностроения из Университета Гонконга (HKU) изобрела новый жидкостный процессор с регулируемым освещением, свободный от загрязнений, который может служить полезным инструментом для значительного снижения риска заражения передовых медицинских работников при проведении испытаний. вируса или бактерий при больших пандемиях, таких как нынешняя пандемия COVID-19, и минимизировать риск заражения во время процесса.

Новая технология была опубликована в журнале Science Advances в статье под названием «Фотопироэлектрическая микрофлюидика», написанной в соавторстве аспирантом г-ном Вэй Ли, докторантом доктором Синь Тангом и заведующим кафедрой профессором Лицю Ван с кафедры машиностроения инженерного факультета Гонконга.

Точное манипулирование различными жидкостями необходимо во многих областях. Команда новаторски использует свет в качестве стимулирующей силы, позволяя бесконтактно манипулировать перемещением, слиянием, распределением и разделением жидкостей на специально разработанной фотореагирующей платформе. Платформа нетоксична и не липнет ко всем жидкостям, что делает ее идеальным жидкостным процессором без загрязнений.

Профессор Ван сказал, что первые применения новой технологии могут быть в биомедицинском тестировании и диагностике с целью снижения риска заражения и заражения в процессе.

«Тестирование на инфекционные вирусы и бактерии очень рискованно, иногда даже со смертельным исходом. Капля крови пациента с Эболой может заразить медицинских работников через кожу. Для диагностики медицинские работники должны разбить, отфильтровать и очистить образец крови пациента, чтобы получить генетические данные вируса. Материалы. Эта серия операций, очень часто в жидкой среде, очень заразна. Более того, жидкости прилипают к поверхностям, что может привести к загрязнению контейнеров и инструментов для обработки, создавая потенциальную опасность, если с медицинскими отходами не обращаться должным образом ». Он сказал.

Согласно отчетам ВОЗ, вероятность заражения Эболой у медицинских работников в 21-32 раза выше, и почти 14% зарегистрированных случаев COVID-19 приходится на медицинских работников. Более того, по оценкам, на испытания расходуется ежегодно 20 миллиардов долларов США одноразового пластика. Отработанные пластмассы остаются с потенциально инфекционными или токсичными остатками и опасными отходами, обработка которых обходится еще в 10 миллиардов долларов США.

«Мы надеемся, что недавно изобретенная технология может сократить и даже заменить использование одноразового пластика в биомедицинской и фармацевтической промышленности. Устройство управления светом превосходит своего электрического аналога на рынке с точки зрения операционной точности и удобства, в то время как стоимость составляет всего лишь одну сотую ». — сказал профессор Ван.

Ключевой технологией жидкостного процессора с управляемым светом является двухслойная фотореагирующая платформа. При толщине всего 2 мм он портативный и простой в обращении. Его суперомнифобная поверхность взаимодействует с жидкостями без трения, как капли росы, катящиеся по листу лотоса; и фототермический пироэлектрический слой, который воспринимает световые стимулы и преобразует их в силу, которая перемещает, расщепляет и распределяет жидкости.

Он имеет большой потенциал в передовых исследованиях и приложениях в области анализа ДНК, протеомики, клеточного анализа и клинической диагностики, химического синтеза и открытия лекарств. Он может работать с широким спектром жидкостей, таких как вода, спирт, алканы и, в частности, силиконовое масло, что особенно сложно из-за его сверхнизкого поверхностного натяжения. Его маневренный объем жидкости может составлять от 1000 мкл до крошечных капелек при 0,001 мкл, то есть около 0,02% от объема крови при укусе комара, что в 100 раз меньше, чем у его электрического аналога.

«Устройство функционирует как« волшебная »влагонепроницаемая рука для навигации, плавления, зажимания и расщепления жидкостей по запросу, позволяя перевозчикам грузов использовать колесики для капель и повышая предел максимальной концентрации доставляемого белка в 4000 раз». — сказал профессор Ван.

Команда будет стремиться интегрировать платформу с системой искусственного интеллекта (AI), чтобы разработать полностью автоматическую систему для обработки жидкостей. В будущем редактирование генов можно будет производить одним нажатием кнопки вместо повторного пипетирования.