Новая «лаборатория на чипе» проводит тысячи опытов одновременно

Поскольку биология движется в сторону все более и более сложных процессов, ученым нужны технологии, способные работать с каплями все меньшего объема. В традиционной микрогидродинамике используются механические трубки, вентили и насосы, которые сложно настраивать вручную и которые постоянно ломаются. Поэтому Удаян Умапатхи и его коллеги задумали создать новую систему, в которой тысячи капель могут одновременно располагаться на одной поверхности и двигаться автоматически.

Основной технической сложностью было создание покрытия для поверхности печатной платы, которое поглощало бы вибрацию, позволяло каплям скользить и не давало биологическим или химическим молекулам прилипать к себе. В результате специалисты покрыли плату плотным слоем водоотталкивающего материала, состоящего из крошечных сфер, высотой в один микрометр. Впрочем, для разных типов жидкостей может применяться разная структура покрытия.

Работой системы управляет программа, позволяющая пользователю задавать параметры задуманного эксперимента. Она рассчитывает траекторию движения капли по поверхности и координирует время последующих операций. Так, например, оператор указывает, что реагент А нужно смешать с реагентом Б в таком-то объеме, а затем в такое-то время соединить с реагентом В. Но ему не нужно разбираться, как именно должна течь капля и где она будет смешиваться. Всем этим занимается программа.

Умапатхи и его коллеги считают, что их изобретение способно во много раз ускорить и удешевить процесс производства новых медикаментов, пишет MIT News.

Специалисты американского университета Бригама Янга напечатали микрофлюидальную «лабораторию на чипе» размером менее 100 мкм. Для это им прошлось разработать уникальный 3D-принтер. А в Стэнфорде дешевые диагностические лаборатории на чипе печатают при помощи обычного струйного принтера. На изготовление одного чипа уходит 20 минут.