什么是芯片实验室？

虎威将军

纳米技术领域的进步导致了被称为芯片实验室(LOC)的小型化设备的发展。尤其是光刻技术，帮助在金属和半导体表面制造出纳米级的印痕。
LOC技术涉及在非常小的规模上进行的实验室实验。它可以在几毫米到几平方厘米的芯片上集成多个实验室功能。这有助于实现高通量筛选和自动化。


芯片实验室是一种在纳米芯片上集成实验室功能的设备
优点和缺点

LOC技术允许使用少量流体，这有助于降低成本、分析试剂和响应时间。它还允许对样品浓度以及相互作用进行更好的控制，以减少化学废物的数量。这项技术可以通过大规模生产帮助开发高度紧凑的系统。
然而，LOC是一种新兴技术，有一些缺点。表面粗糙度、毛细作用力和材料之间的化学相互作用等物理和化学效应在微尺度上更为显著。这通常会导致LOC实验中出现传统实验室设备无法预料的复杂情况。检测原理可能不总是符合微尺度动力学，这可能导致低信噪比。
芯片实验室的应用
到目前为止，大多数关于LOC技术的研究都集中在它在诊断领域的应用上，例如它在医疗办公室的诊断设备中的应用，或者在实验室设施有限或无法进入的场所的应用。到目前为止，已经探索了生命科学和医学的一些应用，包括在蛋白质结晶研究和脱氧核糖核酸或核糖核酸测序中的潜在用途。
还研究了用于正电子发射断层扫描等技术的放射性标记化合物的定制合成。已经证明，像单个细胞一样紧凑的样本大小可以用于LOC实验。

罗格斯大学的工程师最近开发了一种基于LOC技术的新型设备。据开发人员称，这种设备可以显著降低与艾滋病毒、梅毒和莱姆病等疾病的实验室检测相关的成本。据说这种突破性的装置利用了LOC系统使用微量液体进行生化分析的能力。这将是有益的，因为这种检测通常需要大量的血液或其他样品以及昂贵的化学试剂，因此非常昂贵。新的LOC设备采用了微流体技术，使这些实验室测试对研究人员和患者来说更加经济实惠。
这一突破可能会大大促进新的研究，因为它只使用传统测试所需样本量的10%就能进行复杂的生化分析。该设备还可以自动完成实验室中进行这些测试所需的大部分熟练工作，同时提供准确、灵敏的结果。这可能会为帕金森病等中枢神经系统疾病的研究开辟更多的途径，因为这些研究目前受到研究人员可以提取进行传统检测的少量脑脊液的限制。
摘要

尽管微流体技术的出现引发了很多兴奋，但基于LOC的设备很少成功生产，因为这项技术的商业化面临许多挑战。因此，尽管对LOC的几个理论模型和概念证明研究进行了成功的演示，但实际上只有几个基于LOC的系统被引入市场。
尽管许多研究小组和初创公司已经开发出了潜在的流体输送和控制以及信号检测的变革方法，但这些集成技术只对短期研究有用——它们尚未直接集成到现实世界的产品中用于实际应用。当前的需要是在集成设备的设计和现实影响之间取得平衡。

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