摘錄自網路論文 |
近年來,拜微型系統發展之賜,微流體晶片研究益發蓬勃發展。與以往大型離心機、篩選機相比,微流體成本低,且能有效觀測和計數微型世界的變動,影響範圍正逐漸擴大,幾年內應會進入我們的生活。
近看微流體晶片,小小一塊其實內部是別有洞天。最引人注目的是像是外星麥田文字的管道結構。經過精心設計的管狀螺紋,可以控制其內介質流速,有利於物質反應和觀察。而隨著不同需求,最近管道設計更從2D平面往3D立體發展,就像是大型游泳池的瘋狂滑水道一般。
這些管道又是怎麼製造出來的呢?基質幾乎都是PDMS(類似果凍膠,常見藝術材料)的透明可塑材料,有興趣可以參考網路PDMS管道DIY影片,可在網路購買PDMS,基本約二百元(連結)。管道本身可藉雷射或曝光或3D列印ABS再用丙酮清洗,甚至還有使用小朋友熱縮膠加熱而成。
管道完成後,接著就是研究如何將介質注入管道中。專業方式為微型馬達micro pump,若要減省成本,也可以用兩層PDMS製作出一個小型空氣泡,透過壓力推動液體流動。
流動的介質究竟能做什麼呢?最常見的就是影像辨識(如opencv),有時還會利用螢光標記提升辨識率。辨識結果可以更進一步做分選動作,這個模組可利用雷射光或微型機電驅動空氣泡影響路徑,讓物質流入不同管道。目前最常見應用都是生醫檢測,如在血液中挑選和蒐集癌症細胞,或是小範圍化學反應研究。
下面小顆粒是塑膠微粒(模擬血球) |
整個過程,其實很像是吸管喝珍珠奶茶手搖杯中小小珍珠的縮小版本。和許多科學發展進程相同,顯微鏡發明後,開啟了生物科學進展。微流體或許也是以不同觀看方式,檢視相同反應過程,得到更多數據。學術上,因為幫浦和分選都需要微電機,多是機械或電機學系在研究,這個糖化血色素的例子很直觀,商業化好像有上準微流體(代理國外產品)或光合聲(學術研究多)有這方面研究。LEGO的例子,詳細1 詳細2 詳細3。
另外,穩定注射也是控制微流體的重要部分,例如用這種雙針筒注射泵浦,在PCHOME都有得賣。實際組合套件可以參考連結。DIY。還有球珠(連結),真正實驗是另外物品。
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