آزمایشگاه روی تراشه (LOC) چیست؟

آزمایشگاه روی تراشه (LOC) به دستگاهی مینیاتوری اطلاق می‌شود که عملکردهای آزمایشگاهی را روی یک پلتفرم دستی جمع می‌کند. این تراشه‌ها به‌عنوان مدارهای مجتمع سیال عمل می‌کنند، جایی که نمونه‌های مایع از طریق میکروکانال‌های حکاکی شده در دستگاه‌هایی جریان می‌یابند که امکان اختلاط و جداسازی سیالات، تسهیل واکنش‌های شیمیایی و تجزیه و تحلیل مواد را فراهم می‌کنند. به عبارت دیگر، آنها می توانند وظایفی را که به طور سنتی برای آزمایشگاه های تمام عیار محفوظ است، انجام دهند.

آزمایشگاه روی تراشه چیست؟

آزمایشگاه روی تراشه یا LOC یک دستگاه مینیاتوری است که عملکردهای آزمایشگاهی را بر روی یک پلتفرم واحد در مقیاس میکرو ادغام می کند. قابل حمل و راحت است و معمولاً برای تشخیص های پزشکی، آزمایش های نقطه ای مراقبت و حتی نظارت بر محیط استفاده می شود.

تست‌های بارداری، تست‌های کووید-۱۹ و تست‌های قند خون نمونه‌های روزمره‌ای از فناوری آزمایشگاه روی یک تراشه هستند.

فناوری آزمایشگاه روی یک تراشه، عملکردهای کل آزمایشگاه را در یک دستگاه کوچک تقریباً به اندازه یک USB می‌چسباند. این دستگاه به اندازه کف دست، حکاکی شده با کانال های کوچکی که می تواند مایعات را در سطح میکروسکوپی دستکاری کند، بینشی از عملکرد درونی فرآیند فیزیولوژیکی انسان ارائه می دهد.

با متراکم کردن عملیات روی میز به یک تراشه، بیوشیمی دانان قوانین مقیاس را به نفع خود می کنند، جایی که نیروهای چسبناک به نیروهای غالب تبدیل می شوند.

آزمایشگاه روی تراشه چگونه کار می کند؟

آزمایشگاه روی یک تراشه یا LOC توسط میکروسیالات تغذیه می شود، که همه چیز در مورد مشاهده واکنش مایعات هنگام تزریق به این دستگاه های کوچک است.

برای کارکرد، سیستم‌های آزمایشگاه روی تراشه بر جریان آرام تکیه می‌کنند. این بدان معناست که در چنین مقیاس کوچکی، سیالات در خطوط صاف و موازی بدون اختلاط حرکت می کنند. هر ذره در جریان های قابل پیش بینی با کمترین تلاطم از ذره قبلی پیروی می کند.

هنگامی که سیالات در یک کارتریج آزمایشگاهی روی تراشه بارگذاری می شوند تا مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند، آنها توسط اجزای داخلی یعنی سوپاپ ها، پمپ ها و حسگرها پردازش می شوند، زیرا آنها از طریق شبکه ای از میکروکانال های حک شده در تراشه حرکت می کنند. عملگرها مایع را از طریق دستگاه می‌کشند، جایی که در مرحله سریال قرار می‌گیرد. این مرحله مجموعه‌ای از ورودی‌ها را معرفی می‌کند، مانند معرف‌ها، که آزمایش می‌کنند و با مایع نمونه واکنش شیمیایی می‌دهند. ذراتی که در اندازه متفاوت هستند از هم جدا می شوند و نتایج خروجی متفاوتی ایجاد می کنند که می توانند در یک صفحه نمایش داخلی خوانده شوند.

بیشتر بخوانید: آموزش فعالسازی IPv6 در مودم

به طور معمول، دستگاه های آزمایشگاه روی یک تراشه به یک کامپیوتر خارجی و به اندازه یخچال متصل می شوند. اما مدل‌های پنوماتیکی درست‌تر هم در حال ساخت هستند.

سیستم های آزمایشگاه روی تراشه با استفاده از مواد خاصی طراحی می شوند. سیلیکون انتخاب اولیه ترجیحی برای LOC بود قبل از اینکه شیشه، سرامیک و فلز بر آن غلبه کند. کاغذ همچنین از طریق هزینه های کم و کاربردهای تحقیقاتی مختلف، آزمایشگاه روی تراشه را در دسترس تر کرده است.

موارد استفاده از آزمایشگاه روی تراشه

تشخیص نقطه مراقبت

فناوری آزمایشگاه روی تراشه تشخیص سریع را با دقت بالا در نقطه مراقبت، خارج از تنظیمات آزمایشگاهی سنتی امکان پذیر می کند. اولین مورد استفاده از این تراشه ها برای تشخیص بیماری های عفونی، نظارت بر نشانگرهای زیستی و انجام تست های معمول با سرعت های بالا است.

کشف دارو

دستگاه‌های آزمایشگاه روی تراشه به دلیل قابلیت‌های غربالگری با کارایی بالا شناخته شده‌اند. در تحقیقات دارویی، از این برای کشف نامزدهای دارویی، ایجاد پروفایل های دارویی شخصی سازی شده برای هر بیمار و ارزیابی اثربخشی دارو و همچنین سمیت آن استفاده می شود. این فناوری به محققان دریچه ای به روی تداخلات دارویی به منظور بهینه سازی فرمولاسیون و تسریع روند توسعه دارو ارائه می دهد.

تجزیه و تحلیل بیوشیمیایی

آزمایشگاه روی یک تراشه در تعدادی از فرآیندهای بیوشیمیایی و شیمیایی، از توالی‌یابی DNA تا پایش محیطی استفاده می‌شود. اتوماسیون، قابلیت حمل و حساسیت بالا در هنگام آزمایش را ارائه می دهد که امکان تجزیه و تحلیل پیچیده با حداقل مصرف نمونه و معرف را فراهم می کند.

پزشکی احیا کننده

این مدل ها برای بازآفرینی ریزمحیط بافت ها و اندام ها به عنوان راهی برای مطالعه رفتار سلولی و رشد بافت طراحی شده اند. آنها برای کشت و دستکاری سلول ها در محیط های سه بعدی، شبیه سازی شرایط موجود در داخل بدن، استفاده می شوند. این امکان توسعه ساختارهای مهندسی بافت را برای کاربردهای پزشکی احیا کننده، مانند ارگانوئیدها، داربست ها و اندام های مصنوعی فراهم می کند.

تالیف:
فروشگاه اینترنتی آ.اس.پ (اقتباس از مقاله‌ای از Builtin)
در صورت استفاده از این مقاله، نام و آدرس فروشگاه اینترنتی آ.اس.پ را به عنوان منبع ذکر کنید.