Dans le domaine du diagnostic des maladies et de la recherche biomédicale, l'analyse unicellulaire est un outil clé pour analyser l'hétérogénéité cellulaire. Les moyens traditionnels d'analyse unicellulaire, tels que la microscopie optique ou la cytométrie de flux, ont souvent du mal à répondre aux besoins de recherche à haut débit et à haute sensibilité en raison de contraintes telles que la complexité de la manipulation, le coût élevé ou l'agressivité. La technologie de spectroscopie d'impédance et diélectrique (IDS) est devenue une voie technologique importante pour l'analyse unicellulaire en tant que méthode non invasive, contrôlable en temps réel et à haut potentiel de débit. Le principe est que lorsqu'une cellule ou une particule traverse un champ électrique généré par une électrode dans un microcanal, il perturbe le champ électrique et produit un signal électrique correspondant à ses propres caractéristiques électriques et à sa position dans l'espace. Cependant, dans un champ électrique hétérogène, si les particules sont décalées verticalement, cela peut affecter considérablement la symétrie de la distribution du champ électrique, ce qui entraîne une distorsion de l'amplitude du signal, ce qui réduit la précision et la répétabilité de la détection.

Pour résoudre ce dilemme, deUne équipe de recherche conjointe de l'Université de Manchester et de l'Université de Melbourne a conçu une puce microfluidique imprimée en 3D avec une structure de buse intégrée permettant une focalisation hydrodynamique tridimensionnelle réglable via un flux de gaine à deux étages.Cette étude est« Focalisation de flux de précision dans les microcanaux imprimés en 3D pour une spectroscopie d’impédance améliorée »Titre, publié dans une revue internationaleCapteurs et actionneurs B : produits chimiquesEn haut.

Le cœur de cette puce microfluidique innovante réside dans sa structure de buse unique, capable de soulever activement le flux d'échantillons au - dessus du fond du microcanal, évitant efficacement les interactions non spécifiques des particules avec la surface de la paroi du canal. Combiné à une contrainte de flux de gaine de haut en bas et à un effet de focalisation du segment de contraction aval, le système permet un positionnement précis en trois dimensions des particules lors de leur passage dans la zone de détection.Et la technologie de fabrication clé pour réaliser cette structure tridimensionnelle complexe est la technologie de microstéréolithographie par projection de face (pμsl) et la technologie d'impression 3D photopolymérisée de précision composite de mortal.Adoption par l'équipe de rechercheMicroarch de précision ® Le système d'impression 3D d1025 (précision: 10 & 25 μm), avec une résine Htl comme matériau, a été moulé avec succès en une seule fois avec une puce microfluidique intégrée multi - échelle contenant une buse de 120 μm de rayon, un canal principal de 800 μm de large et un segment rétractable de 100 μm de large.

Comme le montre la figure 1, en ajustant le rapport de débit Q2 / qt, les particules peuvent être poussées précisément vers le voisinage de l'électrode sans avoir à dépendre de canaux peu profonds ou de configurations d'électrodes complexes. Cette accordabilité permet au système de s'adapter à différents scénarios d'application, de l'analyse cellulaire à la détection chimique, présentant une excellente adaptabilité.

De plus, la figure 2 détaille le mécanisme de focalisation fluidique tridimensionnelle. Le système adopte une stratégie de focalisation en trois étapes: Tout d'abord, le flux fourreau F1 en combinaison avec la buse permet une focalisation latérale et partiellement verticale; Deuxièmement, le flux de gaine supérieure F2 renforce les contraintes verticales; Enfin, le segment de contraction aval consolide l'effet global de focalisation. Cette configuration garantit que les particules sont toujours proches des électrodes coplanaires lorsqu'elles traversent la zone de détection, optimisant ainsi l'acquisition du signal.

Grâce à des expériences d'imagerie par fluorescence et de spectroscopie d'impédance, l'équipe de recherche a validé l'efficacité de la focalisation. La figure 3 présente les résultats des simulations révélant l'influence de la structure des microcanaux sur la dynamique des fluides. Lorsque le rapport de débit Q1 / QS varie de 0,99 à 100, la largeur de mise au point est réglable entre 0,07 et 0,65 fois la largeur du canal, ce qui reflète la modulabilité de la hauteur. Dans le même temps, la mise au point verticale a été quantifiée par microscopie confocale, montrant qu'à Q2 / qt = 0,9, la distance des particules de l'électrode peut descendre en dessous de 10 μm, améliorant considérablement la qualité du signal.

La partie expérimentale utilise des microsphères fluorescentes comme système modèle pour la localisation des particules en ajustant la proportion de flux de gaine dans des conditions où le débit total est fixé à 100 µl / min. Les résultats d'imagerie par fluorescence de la figure 4 présentent visuellement les effets de focalisation latérale et verticale. Avec l'augmentation de Q2 / qt, la hauteur du flux de particules diminue progressivement et la largeur augmente légèrement, mais la zone de contraction neutralise efficacement cette diffusion, assurant que les particules restent étroitement regroupées dans la zone de détection. Cette conception permet une plage dynamique de tailles de flux focalisés allant de 71 × 70,5 à 121 × 10,95 µm dans un canal de 300 µm, adapté à une grande variété de tailles de particules.

Dans la caractérisation électrique, l'amplitude du signal d'impédance varie en fonction de la position verticale de la particule, et les simulations coïncident fortement avec les données expérimentales. La figure 5 montre les paramètres de mesure et les résultats avec un rapport signal sur bruit culminant à 17,38 DB et une faible variabilité du signal lorsque Q2 / qt = 0,9. L'analyse statistique a révélé des différences significatives entre toutes les conditions de débit, soulignant l'importance d'optimiser la mise au point verticale. Cette découverte fournit une base fiable pour la cytométrie d'impédance, permettant une détection de haute précision sans avoir à recourir à un post - traitement complexe.

Dans cette étude, les capacités de fabrication de précision multi - précision de mofang ont permis de mouler des structures de buses complexes et des zones rétrécies à la fois, d'éviter les étapes complexes d'alignement et de collage requises par la lithographie multicouche traditionnelle, de simplifier non seulement le processus de fabrication, mais également d'améliorer l'intégrité et l'intégration fonctionnelle du dispositif, offrant une flexibilité géométrique et des capacités de validation de prototypage rapides pour la conception de puces microfluidiques.

Microarch double précision en tant que niveau technique élevé de précision mofon®L'équipement de la série Dual (d0210, d1025), l'innovation a permis d'obtenir une impression commutée de précision différente pour la même couche (Direction de l'axe XY) et les différentes couches (Direction de l'axe Z), tout en conservant la capacité de contrôle ultra - haute précision et ultra - haute tolérance, avec un nouveau système de réglage de niveau automatique, rendant l'impression 3D industrielle plus intelligente, plus stable et plus efficace. En ce qui concerne les échelles d'impression, la série atteint des capacités d'usinage de précision inter - échelles de 2 μm à 100 mm x 100 mm x 50 mm, repoussant les limites synergiques de la fabrication traditionnelle en termes de taille et de précision. Dans le domaine du prototypage rapide, cette capacité est pour la biomédecine, l'électronique de précision,5GLa recherche et le développement innovants dans des secteurs de pointe tels que les communications, les semi - conducteurs et d'autres offrent de nouvelles solutions combinant une réponse à haute vitesse, une itération flexible et des gains d'efficacité considérablement réduits.

Alors que la médecine de précision évolue vers une nouvelle phase de diagnostic individualisé, mofong continue d'investir dans la recherche et le développement de codes de précision et s'engage à faire évoluer la technologie d'impression 3D Micro et Nano vers un niveau supérieur. À l'avenir, mofang Precision jouera un rôle clé dans des domaines de pointe plus larges, des dispositifs médicaux personnalisés aux capteurs personnalisés, des composants optiques miniatures aux systèmes microfluidiques, en fournissant des solutions de fabrication de précision qui combinent une ultra - haute précision et des capacités de personnalisation élevées, fournissant un soutien essentiel à l'exploration scientifique et à la mise à niveau industrielle.