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微流控納升移液機器人研究取得進展

2019-10-18 深圳先進技術研究院
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  近日,中國科學院深圳先進技術研究院微纳系统与仿生医学研究中心研究员陈艳团队簣D又荽笱Т魑斯分校教授潘挺睿、Cheemeng Tan團隊合作研發出新型微流控納升移液機器人,實現了納升級液體的自動化高精度分配。相關研究結果以Microfluidic Cap-to-Dispense (μCD): A universal microfluidic-robotic interface for automated pipette-free high-precision liquid handling 爲題在線發表于Lab on a chip上(DOI: 10.1039/c9lc00622b),并被遴选为封底論文重点介绍。潘挺睿、陈艳、Cheemeng Tan是该論文的共同通讯作者,王晶晶、邓卡与周楚青为論文共同第一作者。

  微流體裝置越來越多地應用于微量液體處理作業。然而,由于缺乏世界到芯片(world-to-chip,宏觀到微觀的接口,難以與現有自動化設備聯合使用並實現移液工作的高度自動化。因此,該團隊創新性地提出了機器人-微流控接口的概念,設計了一種基于微流控結構的容器蓋,稱爲cap-to-dispense(μCD),並能無縫對接自動化液體處理機器人,實現自動化納升移液的目的。μCD液體處理平台提供了一個通用的方法連接機器人和標准的實驗室常用液體容器。它利用機器人系統的高精度和高靈活性,實現了對目標的識別、抓取和定位輸送;同時,采用微流控自適應打印,實現高精度的按需體積分配。

  與大多數生物實驗室中通常使用的移液系統相比,該系統在納升到微升量級的移液效率和准確性上大大提高。它的優點在于:全自動機器人界面,可以實現多任務操作,包括識別、捕獲、定位、釋放高精度納升級可調移液體積控制,以及接近于零的死體積模塊化微流控芯片設計,易于複制和組合;低成本可抛式打印頭,杜絕樣本間交叉汙染;普適性和靈活性,適用于廣泛的生物操作。得益于以上優點,μCD有望成爲通用的移液機器人平台。

  該研究工作得到國家自然科學基金(31600689, 31570861)、廣東省創新創業團隊項目(2016ZT06D631)等的資助,並得到中科院超導電子學卓越創新中心研究員宓現強、深圳先進院生物醫藥簣D夹g研究院研究員羅茜、加州大學戴維斯分校教授Bruce D. Hammock的指導與幫助。

1. Lab on a Chip封底圖:微流控纳升移液机器人

2. μCD系统及其打印原理示意圖

打印 責任編輯:葉瑞優

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