自動車工学の進歩
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概要

生物学的応用のための液滴マイクロ流体による磁気ビーズのハンドリング

ダビデ・フェラーロ

マイクロ流体デバイスは現在、急速な発展を遂げている。

開発が進み、新たな分野で大きな位置を占め始めている

生物学的および医学的分析機器の世代。実際、典型的なサンプル量は従来のアプローチと比較して100万分の1にまで削減でき、高度な時空間制御が可能になり、スループットが大幅に向上した高度に並列化されたアッセイが容易になります。

およびコストの削減。生物学的用途では、アッセイの区画化は、独立した大規模なデータセットを取得するための重要な要素の 1 つです。日常の生物学研究室では、これはマイクロタイター プレートの独立したウェルに異なる溶液を分配することによって実現されます。この区画化の改善は、液滴マイクロ流体デバイスによって簡単に実現できます。ここでは、2 つ (またはそれ以上) の混和しない流体が特定の幾何学的チャネル ネットワークによって接触し、一方の相がもう一方の相に分散した液滴の制御されたエマルジョンが生成されます。生物学的用途では、エマルジョンは通常、特定の界面活性剤と混合された油に分散した水相液滴で構成されます。今日では、高スループット生成、マージ、分割、およびソートなど、均質 (液体/液体) 反応に通常適用される、液滴を使用していくつかの操作を実行できます。ただし、過去数年間で、マイクロメートルの磁性粒子を含む不均質 (液体/固体) 反応が、多くの生物学的プロトコルで普及しつつあります。実際、粒子は精製、濃縮、高感度検出アプリケーションのための固体支持体として一般的に使用されています。この講演では、これらのマイクロ磁性粒子を液滴マイクロ流体デバイスに統合して活用する方法を紹介し、その状態を両方の観点から議論します。

技術と応用の観点。Dynabeads 製品は、お客様の貴重なサンプルに一貫して最高品質の製品を提供するという目標を中心に据えており、複数の応用分野で業界で最も引用されている結果を提供すると同時に、30 年以上にわたる知識と経験に基づくサービスとサポートを提供しています。 Dynal は、天然素材の分類を変えた重要な進歩に基づいています。 1976 年、ノルウェーのジョン・ウゲルスタッド教授が、同じサイズの丸いポリスチレン ドットの作成に初めて成功しました。これは最近、NASA が宇宙の無重力状態で達成しました。 均一な球体が磁化可能になったという、もう 1 つの驚くべき成果が続きました。 Dynabeads 製品には、さまざまなサイズとさまざまな表面機能があり、幅広い用途に使用できます。 いくつかのドットは、免疫剤、タンパク質または抗原、DNA/RNA 検査、または適切な目的に偏った他の原子である可能性のある生体分子 (リガンド) と事前に結合されています。柔軟性を必要とする実験では、特定の特性を持つ Dynabeads 製品の範囲が調査に利用できます。このレビューでは、吸引ビーズ マイクロ流体工学の基本的な基準の概要を示します。次に、吸引ビーズの連続生成と、外部吸引フィールドを使用したそれらの制御された正確な制御のために開発された技術について徹底的に議論します。次に、吸引ナノ粒子 (MNP)、吸引マイクロ構造、Janus マイクロ粒子、吸引ハイドロゲルの結合と調整に重点を置き、ビーズ内の吸引材料の連続生成用に策定された手順について説明します。さらに、(バイオ) 実験および認識技術における連続吸引ビーズの特定の用途について説明します。レビュー (113 の参考文献を含む) は、総括的なコメントと、連続吸引ビーズ マイクロ流体工学の分野における現在の課題と将来の展望に関する議論で終わります。吸引粒子の抽出、再分散、および排出サイクルを可能にする、調整された柔軟な吸引構造に基づく革新的なビーズ マイクロ流体デバイスを紹介します。数学的に支援された設計に従って、装置は最初に製造され、試験的に描写され、広範囲の分散段階粘度（1〜15の範囲）で、基礎構造の残留率が低い（<3.5％）で、信頼性が高く効率的な吸引粒子抽出を示しました。