Name: 진단 도구를 개발하기 위해 마이크로 전자 기계 시스템 (MEMS)를 사용 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-10-01T12:55:13.000+00:00
Duration: 16 min 5 s
Description: 학습하세요 MEMS 기술을 활용한 저비용 진단 도구 개발 방법을. 정밀한 액적 생성과 세포 캡슐화를 통해 글로벌 헬스케어 문제 해결에 기여하는 생물공학 연구의 핵심 기술을 탐구합니다.

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진단 도구를 개발하기 위해 마이크로 전자 기계 시스템 (mems)를 사용

Using Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) to Develop Diagnostic Tools

진단 도구를 개발하기 위해 마이크로 전자 기계 시스템 (MEMS)를 사용

저는 Bio Stick MAMs in Medicine Labs의 책임 연구원인 U De Mercy입니다. 저는 스탠포드 대학교에서 전기 공학으로 박사 학위를 취득했습니다. 이후 하버드 의과대학 MGH에서 박사후 연구원으로 근무하며 바이오 음향 MAMs 또는 주로 바이오 MA 연구를 수행했습니다.그리고 저는 현재 하버드 의과대학과 하버드-MIT 보건과학기술대학의 교수로 재직하며, 제가 매우 좋아하는 연구를 계속 이어가고 있습니다. 제가 박사 과정 동안 수행한 연구는 주로 액적과 관련되었으며, 음향학을 이용하여 정밀한 크기의 액적을 생성하고 그 위치와 지점을 제어하여 매우 민감한 폴리머를 증착시키는 연구였습니다.이제 우리는 유사한 기술을 적용하여 세포를 액적(droplet) 내에 캡슐화한 후, 조직 공학의 다양한 응용 분야를 위해 세포를 표면에 프린팅하여 패턴을 형성함으로써 세포를 표면에 배치합니다. 또한, 소수의 세포나 단일 세포를 캡슐화하거나, 동일한 세포군 내에서 세포 간의 차이를 관찰하고자 하는 응용 분야도 있습니다. 따라서 초당 10,000개의 세포와 같은 고처리량 속도로 세포를 액적에 캡슐화하는 능력은 생물학적 문제를 이해하는 데 매우 중요하고 유용합니다. 따라서 현재 제 연구는 크게 두 가지 방향으로 진행되고 있다고 말씀드릴 수 있습니다.하나는 방금 말씀드린 세포 캡슐화 작업입니다. 어떻게 하면 세포를 액적 안에 담을 수 있을까요? 그리고 이를 어떻게 반복적이고 신뢰성 있게, 그러면서도 세포에 손상을 주지 않고 수행할 수 있을까요? 세포가 액적 내로 방출되거나 캡슐화된 후, 우리는 표면 위에서 세포의 위치를 정확하게 파악할 수 있어야 하며, 세포는 기능적으로 활성화되어 살아있는 상태여야 합니다.분사 등의 영향으로 손상되지 않아야 합니다. 따라서 현재 우리는 개방형 풀에서 음향 액적 집중파(acoustic drop focused waves)를 이용해 액적을 생성하는 시스템을 갖추고 있으며, 이를 통해 세포 크기와 유사한 매우 작은 액적 안에 단일 세포까지 캡슐화할 수 있습니다. 이는 세포 프린팅 및 조직 공학에 적용한다는 점에서 매우 고무적인 일입니다.제 연구의 또 다른 측면은 이러한 MEMS 미세 전자기계 시스템 기술을 사용하여 저비용 진단 도구를 개발하는 것입니다. 주로 이 연구에서는 미세유체 방식을 사용하는데, 이를 통해 전혈, 즉 손가락 끝 채혈과 같이 10 µL 미만의 매우 적은 양의 혈액을 칩

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Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

우리는 탄성 polydimethylsiloxane (PDMS) 기반 photolithographically 정의 정확한 볼륨을 닫고 기능을 더 추가 에너지를 필요가 없다 microvalve 배열을 제조 및 자동화 프로토콜을 보여줍니다. 병렬 subnanoliter 볼륨 믹서와 통합 microfluidic 재관류 시스템을 소개하는 부분이있다.

Microfluidic 칩은 탄성 Microvalve의 배열을 제어

BioMEMS : 생물학 자와 엔지니어 사이에 새로운 협력 단조

우리는 MEMS 장치의 검사 및 특성화를위한 소형 반사 디지털 홀로 그래픽 시스템 (CDHM)을 제시한다. 자연의 기하학적 배율을​​ 제공 발산 입력 파를 사용하는 렌즈없는 디자인이 설명된다. 모두 정적 및 동적 연구가되게됩니다.

MEMS 검사 및 특성화를위한 소형 렌즈가없는 디지털 홀로그램 현미경

우리는 다수의 미세 채널에서 입자의 검출 및 사이징 다중화, 코드 분할 다중 접속 (CDMA)과 저항 펄스 센서 (RPS)를 결합하는 집적 표면 전극 네트워크와 미세 유체 플랫폼을 보여준다.

입자의 공간 추적을위한 멀티 플렉스 전자 감지와 미세 유체 플랫폼

길고 중공 유리질 탄소 미세 섬유는 천연물 인 인간의 머리카락을 열분해하여 제조되었습니다. 탄소 미세 전자 기계 및 탄소 나노 전자 기계 시스템, 또는 C-MEMS 및 C-NEMS의 두 제조 단계는 (i) 탄소가 풍부한 중합체 전구체의 포토 리소그래피 및 (ii) 패턴 화 된 중합체 전구체의 열분해이다.

3D 탄소 미세 전자 기계 시스템 (C-MEMS) 제작

전기적 보조 변형 (EAD)에 대한 전기 및 열 영향을 분리하는 것은 거시적 인 샘플을 사용하여 매우 어렵습니다. 금속 샘플 마이크로 및 나노 구조와 함께 커스텀 테스트 절차가 개발되어이 샘플에서 주울 가열 및 전위 전개없이 형성에인가 된 전류의 영향을 평가했습니다.

에 대한 소설 방법<em&gt; 현장에서</em&gt; 나노 크기 시편의 전자 기계적 특성 분석

레이저 도플러 신발 (LDV), 튜닝, 튜닝 기능, 및 장치 실패 및 stiction, 회피의 수정 하는 주파수 측정을 포함 하 여를 사용 하는 고정-고정 빔 디자인에 대 한 프로토콜 제공 됩니다. 네트워크 분석기를 통해 LDV 방법의 우수성 때문에 그것의 더 높은 모드 기능 시연입니다.

설계 및 효율적인 넓은 범위 가변 MEMS 필터 특성 방법론

Mechanobiology 연구에 대 한 새로운 도구 어떻게 기계적 스트레스를 이해 하는 데 필요한 생화학 경로 활성화 하 고 elicits 생물학 응답. 여기, 우리 세포 응답의 고해상도 이미지를 수 있도록 미세 트랩으로 움직이지 동물의 선택적 기계적 자극에 대 한 새로운 방법을 전시.

기계적 자극 및 높은 해상도 C. 선 충 의 이미징에 대 한 마이크로 장치를 사용 하 여

미세 유체 공학은 진단 테스트 개발을위한 강력한 도구입니다. 그러나 값비싼 장비와 재료, 힘든 제조 및 취급 기술이 필요한 경우가 많습니다. 여기에서는 저비용 및 사용이 간편한 환경에서 자성 마이크로 및 나노 입자 기반 면역 분석을위한 아크릴 미세 유체 장치의 제조 프로토콜에 대해 자세히 설명합니다.

컴퓨터 수치 제어 자기 나노 입자 기반 면역 분석에 대한 엇갈린 제한이있는 미세 유체 아크릴 장치의 마이크로 밀링

이 프로토콜은 소변형 영역에서 미세구조의 기계적 특성을 정확히 측정할 수 있는 압축 시험 장치의 구성과 이 장치를 이용한 체계적인 압축 시험 방법을 제시합니다. 제안된 장치는 다양한 미세구조와 폴리머 기반 재료의 기계적 거동을 분석하는 데 사용될 수 있습니다.

소변형에서의 압축 응력-변형률 반응 측정

학습하세요 MEMS 기술을 활용한 저비용 진단 도구 개발 방법을. 정밀한 액적 생성과 세포 캡슐화를 통해 글로벌 헬스케어 문제 해결에 기여하는 생물공학 연구의 핵심 기술을 탐구합니다.

진단 도구를 개발하기 위해 마이크로 전자 기계 시스템 (MEMS)를 사용

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