微流控芯片的可用性及其设计

微流控芯片设计中,经常被忽视的关键方面是其可用性。在微流控分析过程之前、之后及整个过程中,终端用户如何与流体样本、芯片和仪器交互,会极大地影响结果的准确性和一致性。通过调查微流控过程中涉及的用户体验,我们可以发现问题并通过设计解决这些问题,从而减少用户失误,提高准确率,并创建更简单、更易访问的过程。

典型的微流控过程是用户、芯片和处理设备之间一系列复杂的交互作用。在此过程中的每一步都必须是准确的,因为每一步都直接影响到最终结果的质量和成功。在设计微流控芯片或处理设备时,最重要的是要深入了解芯片的功能。下面我们整理了在微流控芯片设计时应考虑的问题。

准备工作

在将试剂和生物样品加载到微流控芯片之前,需要完成大量的准备工作。在芯片准备、采样、储存和处理样本以及确保所需第三方仪器无菌性的过程中,调查风险等级和使用要求,并清晰阅读使用说明书,有助于避免用户使用失误,并确保处理工作稳步进行。

将样品和试剂加载入芯片

微流控芯片需要处理微升级别的流体。在将流体装入芯片时,此时可能存在极小的误差。因此,当进行微流控设计时,不仅需要考虑芯片,还要考虑填充装置以及如何进行这种转移。

微流控芯片通常包含两种或两种以上的液体,生物样本和试剂。如果没有清楚地标记,很难知道每种液体在芯片中的去向和体积。正确设计芯片和加载操作设备对于确保这些功能的正确性至关重要。

芯片的移动

芯片和液体保持无菌和无污染是极其重要的。例如,在DNA提取程序中,由于用户的误操作导致外来DNA污染,样本的提取和相关的后续测试都将受到影响。明确定义用户应如何持有和处理芯片可以极大地提高用户的使用正确率,并有助于消除污染样本的可能性。

很多微流控技术应用于传染病分析和诊断,因此对于样本使用和运输的安全性要求极高,尽量避免不必要的运输并明确定义芯片的使用方法,有助于降低交叉污染的风险和用户被感染的危险。

将芯片载入处理设备内

将微流控芯片载入处理设备时,芯片的放置方向也很重要。芯片的特定区域必须与探测器、压力端口或电气连接对齐才能正常工作,因此需要将芯片以特定的方向装入设备中。如果芯片是对称且完全平坦的,直观地分辨方向可能有点困难。因此在设计芯片和设备时,设计定位功能,确保芯片加载正确。

操作设备

芯片的配套仪器应该清晰直观,并支持创造良好的用户体验。该操作仪器应设计避免芯片和仪器的误操作。仪器界面应清晰有序,允许用户直观地操作仪器。当发生错误时,应有明确的提示。仪器应易于清洁,以避免污染。最后,设备允许在预期环境中工作。

芯片的处置和对设备的消毒

医疗器械设计中的另一个重要的考虑因素是易于清洁和为下次使用做好准备,微流控也不例外。了解污染对过程的重要性是获得准确结果的关键。芯片应易于拆卸,不会在仪器中留下任何残留液体。为避免潜在污染,用户无需触摸设备内部即可进行拆卸。仪器设计应尽量减少或消除可能截留污染物的零件线、角落和裂缝。被截留的污垢、样本或液体可能会影响下一个结果。

英国ITL集团在微流控芯片及其相关仪器的设计和开发方面拥有多年的经验,通过设计芯片自定义流体泵的结构和流道使其在体外诊断设备中更精准地运送和混匀液体,针对温度控制和光学检测,ITL亦有丰富的设计和研发经验, 从而达到快速精准分析的目的。到目前为止,我们已经成功完成了600多个相关的研发项目,如果您想了解我们如何开发和产品化微流控芯片以及相关仪器,请跟我们联系吧。

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