پیشرفت در ایجاد آزمایشگاه روی تراشه با چاپ دریچه هایی به میزان 15 میکرون - رپید دانلود

به گزارش گروه دانشگاه خبرنگاران، اصطلاحات دانشگاهی اغلب می تواند افراد معمولی را در خصوص موضوع مورد بحث گیج کند، اما در این مورد اشتباه نکنید، محققان دانشگاه بریگهام یانگ یک کار جالب توجه را انجام داده اند که مردم در خصوص آن صحبت می نمایند.

محققان دانشگاه بریگهام یانگ از جمله رهبران پیشرو دنیا در ایجاد آزمایشگاه روی تراشه در مقدار های کوچک هستند و به تازگی با روش چاپ سه بعدی که به آن ها اجازه می دهد دریچه هایی به مقدار 15 میکرون چاپ نمایند، پیشرفت تازهی را ثبت نموده اند. تاد هولینگزهد، سخنگوی دانشگاه بریگهام یانگ، می گوید: چاپگر های سه بعدی تجاری نمی توانند در این مقدار کوچک، چیزی را چاپ نمایند.

براساس بیانیه مطبوعاتی دانشگاه، محققان دانشگاه بریگهام یانگ توانایی ایجاد دستگاه های میکروسیال آزمایشگاهی روی تراشه با کانال ها و دریچه های کوچکتر از نمونه های رایج را نشان داده اند.

در مقاله ای که آن ها در Nature Communications منتشر کردند، گرگ نوردین، استاد مهندسی دانشگاه بریگهام یانگ و یک تیم بین رشته ای از دانشجویان و اساتید، یک فرایند چاپ سه بعدی عمومی را ارائه کردند که امکان ساخت اجزای سه بعدی با وضوح بالاتر را بدون افزایش وضوح چاپگر فراهم می نماید.

نوردین می گوید: ما از روش چاپ سه بعدی معمولی استفاده نموده و آن را به چیزی که از نظر عملکرد وسیع تر و قابلیت های بیشتری دارد، تعمیم دادیم. این نوع توسعه الگوی چاپ سه بعدی به چیزی فراتر از رویکرد سنتی چیزی است که ما را قادر ساخته است تا این کوچک سازی و یکپارچه سازی را انجام دهیم.

دستگاه های میکروسیالی، ریزتراشه هایی در مقدار سکه هستند که شامل مجموعه ای از کانال ها، دریچه ها و پمپ های تقریباً میکروسکوپی بوده که روی مواد تراشه حک شده اند. آن ها برای طبقه بندی و تجزیه و تحلیل نشانگر های زیستی بیماری، سلول ها و سایر ساختار های کوچک طراحی شده اند.

در حال حاضر، فرآیند ایجاد این دستگاه ها زمان بر و پرهزینه است. با توجه به دقت مورد احتیاج، نمونه های اولیه معمولاً در اتاق تمیز ایجاد و آزمایش می شوند.

ماهیت پیچیده این فرآیند نه تنها فراوری و توزیع فناوری آزمایشگاه بر روی تراشه را در مقیاس وسیع سخت می نماید، بلکه محدودیت های عمده ای را در مقدار و نوع دستگاه های میکروسیالی ایجاد می نماید.

برای غلبه بر این موانع، نوردین و همکارانش در سال 2017 به روش های چاپ سه بعدی روی آوردند. در کار اخیر خود، آن ها روشی را برای چیدمان لایه های چاپ شده روی تراشه ابداع کردند. به جای چاپ تمام لایه ها، روشی که معمولاً در روش های رایج چاپ سه بعدی مشاهده می گردد، ضخامت، ترتیب و تعداد لایه های روی هم را تغییر می دهند.

نوردین گفت: دانشمندان بیش از 20 سال است که روی دستگاه های آزمایشگاه روی تراشه کار می نمایند، اما ساخت نمونه های اولیه در اتاق های تمیز مانع موفقیت تجاری است و راه بازار با اتاق های تمیز متوقف می گردد. با چاپ سه بعدی راه برای ورود به بازار هموار می گردد.

به گفته نوردین، چاپگر های سه بعدی تجاری معمولاً نمی توانند مقدار و کانال های کوچک مورد احتیاج برای دستگاه های میکروسیالی را فراوری نمایند. حتی برترین چاپگر های تجاری نمی توانند چیزی کمتر از 27 میکرون چاپ نمایند، اما فناوری تازه نوردین ساختار هایی به مقدار 7.6 میکرون چاپ می نماید. نوردین می گوید: نکته نهایی این است که چاپگر های سه بعدی تجاری و مواد تجاری نمی توانند احتیاج های وضوح مورد احتیاج ما برای این نوع فناوری را برآورده نمایند. ما در حال چاپ تراشه هایی با قطعات پیچیده هستیم که دارای 60-70 دریچه کوچک و 20-30 پمپ هستند قطعاتی که تا به حال قابل چاپ نبودند.

نوردین و تیمش امیدوارند که توسعه فناوری تازه آن ها تحقیق و توسعه ریزسیالات را بیشتر به حرکت در آورد.