Микрофлюидика Dolomite


Микрофлюидика Dolomite - технология, позволяющая работать с очень малыми объемами жидкостей, газов, с кристаллическими и полимерными частицами, клетками животного, растительного и бактериального происхождения, пузырьками и каплями с возможностью наблюдать за ними, манипулировать ими и контролировать процессы, протекающие с ними.

Это дает возможность проводить «традиционные» исследования в миниатюрном формате, а также проводить исследования, которые ранее были невозможны.



Особенности и возможности микрофлюидики Dolomite:
  • работа с микрообъектами (капли, клетки, частицы, пузырьки);
  • работа с микро- и нанообъемами (диаметр канала от 10 нм);
  • высокая воспроизводимость: точность дозирования – порядка пиколитра;
  • точный контроль параметров процесса: температуры, скорости потоков, давления, смешивания;
  • большая библиотека «стандартных» чипов;
  • чипы произвольной конфигурации и геометрии: многослойные и составные чипы с разными свойствами поверхности каналов, интеграция на одном чипе различных стадий процессов для ускорения и автоматизации методик исследований;
  • интеграция с приборами, детекторами, системами пробоподготовки и сенсорами (хроматографами, масс-спектрометрами, лазерами, спектрофотометрами, микроскопами и т.д.);
  • автоматизация процессов: удобство, высокий выход, воспроизводимость, точность;
  • объединение разных стадий методик в одном приборе;
  • уменьшение размеров приборов;
  • появление новых методов и приборов.

Технология микрофлюидики Dolomite находит применения в таких областях как:
  • химический синтез, аналитическая химия, физико-химические исследования;
  • разработка лекарственных препаратов, определение эффективности и цитотоксичности;
  • биология, диагностика и медицина;
  • экология, производство, приборостроение.


Химический синтез, аналитическая химия, физико-химические исследования:
  • кристаллизация белков (для рентгеноструктурного анализа) ускоряется при использовании параллельного автоматизированного формулирования многих сложных смесей реагентов и быстрого скрининга условий кристаллизации, денатурации-ренатурации и упаковки белков в жидкой фазе на поверхности чипа (водорастворимые белки), или в мезо-фазе (для подбора условий кристаллизации мембранных белков);
  • контролируемое слияние капель и добавление реагентов к каплям уже полученной ранее эмульсии;
  • получение сложных эмульсий и «капель в капле» (микрокапли водной фазы внутри капли масляной фазы, находящихся, в свою очередь, в водной фазе и наоборот);


  • интенсивное смешивание компонентов в чипах-микромиксерах, где за счет сложной геометрии каналов происходит многократное последовательное разделение и объединение ламинарных потоков смешиваемых веществ, что увеличивает площадь соприкосновения потоков и взаимную диффузию реагентов;
  • управление микропотоками жидкости и газа: разделение, объединение и перемешивание потоков (с перепадами давления при изменении диаметра каналов);
  • получение градиентов смешиваемых веществ в чипах-градиентаторах, в которых вещества диффундируют между двумя соприкасающимися ламинарными потоками, последовательно разделяемыми на большое количество каналов с градиентом концентраций смешиваемых веществ;



  • фильтрация взвесей от фазы-носителя (продукта химического синтеза, растворителя и т.д.);
  • металлонапыление (Au, Pt, Ag, Cu) для получения микроэлектродов в каналах чипов (для подведения напряжения при капиллярном электрофорезе, для получения нагревательных микроэлементов и микротермопар, для измерения электрического импеданса - подсчет частиц, жизнеспособность клеток и т.д.);
  • получение газовых микропузырьков для изучения физико-химических свойств коллоидных систем, получения вспененных композитов и полимеров;



  • прецизионный химический синтез на проточных микрореакторах с высокой скоростью за счет устранения диффузионных ограничений, имеющихся в “классических” реакторах;
  • изучение кинетики (“stopped-flow”) при смешивании реагентов с детекцией продуктов вдоль протяженного канала (вдоль координаты реакции);
  • получение наночастиц как в ходе химического синтеза, так и в ходе кристаллизации или полимеризации (для получения флуоресцентых красителей “квантовых точек”, пористых сорбентов с заданными свойствами, микроносителей для прикрепления клеток, магнитных микрочастиц для изучения сложных молекулярных и клеточных взаимодействий);
  • газовая и жидкостная хроматография в канале чипа, соединенного с детектором.
       


    Разработка лекарственных препаратов, определение эффективности и цитотоксичности:
    • химический синтез с точным контролем условий и детекцией промежуточных соединений, дозирование, очистка полученных продуктов (для получения и скрининга новых лекарств);
    • доставка лекарств к «мишени» путем упаковки активного вещества в микрокапли, или пришивания их к полимерным микрочастицам-носителям;
    • культивирование и наблюдение отдельных клеток и колоний на чипе в виде слайда под микроскопом; чип позволяет подводить к клетке питательные вещества, поддерживать pH, О2 , оценивать ответ клеток на изменение условий;
    • клетки эукариот и прокариот можно заключить в микрокапли и культивировать в виде колоний, изолированных друг от друга аналогично культивированию на твердом субстрате, но с существенно большей скоростью и с возможностью автоматизированной сортировки, например, культивировать микроводоросли в каплях;
    • сортировка клеток и частиц на чипах для изучения межмолекулярных и клеточных взаимодействий при работе со стволовыми клетками, лечении онкологических заболеваний;
    • подсчет частиц в газовой или жидкой фазе методом лазерного светорассеяния в канале проточного микрочипа;
    • тесты на цитотоксичность на живых клетках с изучением последовательного влияния продуктов жизнедеятельности клеток одних тканей на клетки других тканей, например, кишечника, печени и почек.


  • Биология, диагностика и медицина:
    • качественный и количественный анализ фрагментов НК на чипе капиллярного электрофореза;
    • чипы для секвенирования НК;
    • цифровая капельная ПЦР для количественной ПЦР-диагностики с высокой точностью;
    • анализы крови (биохимические, ИФА, на глюкозу и т.д.);
    • изоляция ДНК из цельной крови;
    • наблюдение за иммобилизованными эмбрионами и клетками.


    Экология, производство, приборостроение:
    • биосенсоры, проточные ячейки для экологии и охраны окружающей среды;
    • топливные микроэлементы для безопасных энергоносителей и утилизации отходов;
    • лазерная и струйная печать;
    • получение пенки для капуччино;
    • моделирование пористых пород и экстракции из них нефти;
    • интеграция со световодными оптоволокнами для спектрофотометрических исследований («жидкий» световод).


    Компоненты системы:
    • чипы: стекло, кварц, полимер, гидрофильные, гидрофобные, пользовательские;
    • коннекторы и интерфейсы: линейные, круглые, от 2 до 24 каналов, edge-, surface-, resealable и in-line, пользовательские;
    • насосы: давления, шприцевые, пьезо-, перистальтические, электроосмотические;
    • клапаны: соленоидные, инъекционные;
    • сенсоры скорости потока;
    • сопротивления потокам, трубки, фитинги, ферулы, уплотнения, прокладки;
    • цифровые оптические системы визуализации процессов;
    • адаптеры для термостатирования;
    • аксессуары для сбора капель, деления и объединения потоков.

    Каждая комплектация подбирается под конкретную задачу, за детальной информацией обращайтесь к специалистам Диаэм.