Mikrofluidchipets struktur och funktion. Kredit:Viri et al.
Utvecklingen av kostnadseffektiva, bärbara mikroskopienheter skulle avsevärt utöka sin användning på avlägsna fältplatser och på platser med färre resurser, potentiellt leda till enklare analys på plats av föroreningar som E. coli i vattenkällor såväl som andra praktiska tillämpningar.
Nuvarande mikroskopisystem, som de som används för att avbilda mikroorganismer, är dyra eftersom de är optimerade för maximal upplösning och minimal deformation av bilderna som systemen producerar. Men vissa situationer kräver inte sådan optimering – till exempel, helt enkelt upptäcka förekomsten av patogener i vatten. Ett potentiellt tillvägagångssätt för att utveckla ett billigt bärbart mikroskopisystem är att använda transparenta mikrosfärer i kombination med prisvärda objektivlinser med låg förstoring för att öka bildens upplösning och känslighet.
En grupp forskare från Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) i Schweiz publicerade en studie om en sådan sammansättning som består av bariumtitanatsfärer som delvis är inbäddade i tunna polymermembran. Resultatet av deras arbete, dyker upp i SPIE:s nya Journal of Optical Microsystems , är en föreslagen metod för att tillverka mikrofluidiska chips med hjälp av enheten för förbättrad detektion av bakterier. Sådana skräddarsydda chips med flytande och optiska komponenter som redan är integrerade har många fördelar när de kombineras med portabla low-end-avbildare för analyser på avlägsna platser eller i resursbegränsade regioner.
Integrering av polymermembran/dielektriska sfärenheter i mikrofluidchip för förbättrad kontrastavbildning med lågförstoringssystem, doi 10.1117/1.JOM.1.1.014001. Kredit:Viri et al.
"Kostnadsminskning och portabilitet är till fördel för spridningen av analytiska enheter, speciellt i sammanhang med begränsade resurser, och integrationen av prisvärda mikrooptiska element direkt på mikrofluidchips kan i hög grad bidra till detta, sa Martin Gijs, en professor vid EPFL och en författare till det publicerade verket.
Monteringens förmåga att förbättra bakteriedetektion banar väg för andra applikationer som är vänliga att använda på avlägsna platser. Dessutom, forskarna visade en möjlighet att anpassa specifika funktionella mikrofluidiska element. Sådana integrationer skulle kunna förverkliga tillämpningar som antibiotikatester på plats.
Med tanke på fallande kostnader för komponenter och tillverkningsmetoder, forskarnas föreslagna tillverkningsprotokoll kunde enkelt anpassas för en mängd olika mikrofluidchip med integrerade optiska element. Med tanke på den lägre kostnaden för billiga bildsystem, tillvägagångssättet skulle kraftigt kunna öka användningen av sådana mikroskopisystem på platser med låga resurser för analyser på plats.
