3D打印类乐高积木式模块化微流控芯片
微流控芯片为许多研究领域提供了一个便携式和自动化的平台,包括分析化学,生物化学分析,生物医学研究和材料合成。微流控芯片还可为研究细胞共培养,细胞代谢活动,细胞间相互作用和药物代谢机制提供了一个便利的平台。由于传统的微流控芯片都采用泵驱动,对微流道而言,需要很大的压力才能驱动,这就使得现有结构的微流控芯片进行??榛庾笆比菀壮鱿中孤?。
图1.??榛⒘魈遄爸弥圃旃淌疽馔?/span>
据悉,浙江大学贺永教授团队提出了一种基于毛细驱动的??榛⒘骺匦酒圃煨路椒?,通过3D打印的方式可方便的打印芯片的各个???,然后通过在微流道内填充具有毛细效应的纤维素粉,使其具有毛细自驱动功能。这个方法的优势在于对??榧涞淖樽熬纫蟮?,使用普通的桌面式3D打印机就可制造,打印出类乐高积木式的芯片??椋缓罂珊芊奖愕淖樽捌鹄?,组装后模块化芯片也无需泵即可驱动。
图2 不同的流动行为操控
近来出现了由各个功能模块组装而成的??榛?/span>微流控芯片。每个??樵诒患傻轿⒘骺叵低持翱梢苑直鹕杓?,制造和修改。模块化微流体的制造包括微细加工方法和3D打印技术。现有??榛⒘骺赜τ玫闹饕粽皆谟谧既范云牒脱细衩芊猓匀繁W樽昂竽?榧湮扌孤┣伊魈寤ネǎ蛊涠灾圃炀纫蠛芨?。
图3.几种典型的芯片模块
贺永教授团队提出了一种新型毛细驱动的??榛⒘骺叵低常涮氐闶强梢愿萏囟ㄐ枨笱∪√囟ɑ竟δ苣?槭迪痔囟ń峁沟钠醋埃淇诺慕峁故沟靡子谡细髦种Ъ芎头从ξ?,且没有必要进行严格的密封或对齐。采用3D打印机打印不同的功能??椋ü嗬指呤降耐骋唤油菲醋?,然后用具有毛细效应的材料填充微流道,即可实现。这种可快速重建的??榛⒘魈遄爸糜苫竟δ苣?楹推渌鲂曰?樽槌桑扛瞿?槎加型骋坏谋曜冀涌?,便于组装。通过桌面3D打印机打印,制造过程简单高效,并且可以方便地控制流道尺寸。通过不同模块的多种组合,可以实现多种不同的功能,而无需重复制造过程。单个??橐部梢匀〕隼唇胁馐院头治???翁庾橥ü幌盗刑剿?,选定了适合的毛细填充材料,并进行了一系列流量流道尺寸标定实验,为流场可编程提供基??;通过几个简单电路实验,证明了系统用于液态电路的潜能;通过骨支架的降解实验展示了系统作为生物反应器的能力;通过一系列细胞培养及表征实验,揭示了系统在生物医学应用中的可行性。
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论文信息:3D printed Lego?-like modular microfluidic devices based on capillary driving,Biofabrication,DOI: 10.1088/1758-5090/aaadd3
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