Co to jest Lab-On-A-Chip?

Urządzenia typu lab-on-a-chip, znane bardziej jako „Micro Total Analysis Systems” (µTAS), to systemy oparte na mikroprzepływach, które integrują wiele możliwości laboratoryjnych na jednym chipie o wielkości zaledwie kilku centymetrów. Wśród ich zastosowań są reakcje łańcuchowe polimerazy w czasie rzeczywistym (stosowane do amplifikacji małych nici DNA do łatwiejszych do kontrolowania próbek), testy immunologiczne, które diagnozują choroby na podstawie obecności antygenu / przeciwciała, dielektroforeza, stosowane do wykrywania niektórych rodzajów komórek oraz przygotowanie próbek krwi, takie jak jako ekstrakcja DNA z czerwonych krwinek.

Urządzenia typu lab-on-a-chip mogą pewnego dnia doprowadzić do implantu wielkości główki od szpilki lub urządzenia montowanego na skórze, zdolnego niemal natychmiast wykryć obecność bakterii chorobowych lub czynników biochemicznych we krwi. W przyszłości lekarze mogą być w stanie szybko i dokładnie diagnozować, wykorzystując informacje przesyłane z takiego urządzenia. Technologia Lab-on-a-chip istnieje już od lat 80., a nawet w formie prekursorów, pod koniec lat 70., ale dopiero eksplozja biotechnologii w połowie lat 90. naprawdę przyciągnęła uwagę głównych naukowców.

Urządzenia typu lab-on-a-chip są przykładem ciągłej miniaturyzacji, która odbywa się za pomocą wielu technologii, od układów komputerowych po urządzenia komunikacyjne, takie jak telefony komórkowe. Badania laboratoryjne na chipie można uznać za podzbiór MEMS (systemy mikroelektromechaniczne) i zawierają wiele elementów, które powstały w wyniku badań MEMS: mikropompy, kapilary, zawory, czujniki, dźwignie i tak dalej. Jedną z największych zalet lab-on-a-chip jest jego niewielki rozmiar, który pozwala na masową produkcję i mniejsze zapotrzebowanie na drogie substancje czasami niezbędne do niektórych rodzajów prac laboratoryjnych. Istnieją jednak liczne wyzwania związane ze zmniejszeniem tradycyjnych zasad chemicznych, co oznacza, że ​​systemy typu lab-on-chip mogą wymagać ponownej inżynierii w celu dopasowania do funkcjonalności ich większych kuzynów.

W niezbyt odległej przyszłości systemy lab-on-chip mogą być nawet zintegrowane ze znanymi urządzeniami, takimi jak laptopy, umożliwiając studentom chemii i biologii zabawę narzędziami naukowymi poza tradycyjnymi ograniczeniami środowiska laboratoryjnego. W ostatnich latach powstały liczne konferencje na temat labs-on-a-chip, a gdy technologia jest jeszcze w powijakach, na jej ulepszenie inwestuje się dziesiątki, jeśli nie setki milionów dolarów na całym świecie.