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與非網(wǎng) 9 月 23 日訊，微流體芯片制作常用的材料包括玻璃和石英、塑料、紙、聚合物等，現(xiàn)在又出現(xiàn)一種新材料：木材。根據(jù) Govind Rao 和他在美國馬里蘭大學(xué)的同事介紹，基于看到合作者戴了一個(gè)木質(zhì)的手表的啟發(fā)，他們開發(fā)的新型木質(zhì)微流體芯片與其他材料制成相比具有多種優(yōu)勢，比由玻璃和塑料制成的芯片更便宜、更環(huán)保，比紙芯片更能適應(yīng)復(fù)雜的流體操縱方式。
據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，由樺木膠合板制成的微流控芯片已得到概念驗(yàn)證。激光切割機(jī)在木板上刻下溝槽，再涂覆聚合物以抵抗芯吸效應(yīng)。當(dāng)通過表面等離子體耦合熒光增強(qiáng)用于蛋白質(zhì)檢測時(shí)，這種木質(zhì)芯片的性能或?qū)?yōu)于塑料材質(zhì)的微流控芯片。另一種木質(zhì)芯片則可以快速檢測微生物細(xì)胞，因此可用于食品安全檢測。據(jù)研究人員介紹，這些木質(zhì)芯片是一種經(jīng)濟(jì)高效且環(huán)保的檢測裝置，可快速保護(hù)各種診斷和治療應(yīng)用中的蛋白質(zhì)。
美國馬里蘭大學(xué)巴爾的摩分校（University of Maryland, Baltimore）的生物化學(xué)工程師 Govind Rao 回憶說，使用木材的想法始于一次在學(xué)校走廊上的談話，同事佩戴的一塊木質(zhì)手表引起了他的注意。由此，從成本方面考慮，Rao 認(rèn)為木材具有成為微流控芯片原型可用材料的潛力。
“我們跑到一家五金商店，購買了一些木質(zhì)地板作為樣本，然后把它們放進(jìn)激光切割機(jī)，”Rao 說道，“果然，我們在木板上成功刻出了溝槽，那一刻著實(shí)令人興奮。”研究小組最初的想法只是創(chuàng)建木制的微流控芯片模型，但沒想到這個(gè)木質(zhì)芯片可以讓整個(gè)系統(tǒng)都正常運(yùn)行。
在選擇特氟龍（Teflon）之前，研究小組試用了各種涂層，如聚甲基丙烯酸甲酯和醋酸纖維素。他們現(xiàn)在正嘗試使用更環(huán)保的疏水性涂層，如天然植物油和蜂蠟。
Rao 希望高中生可以通過使用藝術(shù)家和雕刻師所用的那種價(jià)格低廉的激光劃線器或銑床制作木質(zhì)微流控芯片，以作為他們進(jìn)入微流控研究領(lǐng)域的一個(gè)契機(jī)。
Rao 的下一個(gè)目標(biāo)是創(chuàng)建更復(fù)雜的裝置。“我們目前所展示的木質(zhì)微流控裝置以單層和兩層為主，但是有一些裝置的架構(gòu)是多層的，這就需要相當(dāng)精準(zhǔn)的技術(shù)來對它們進(jìn)行分層并粘合在一起。”他解釋道。
Rao 說：“各種木材的特性創(chuàng)造了一個(gè)‘尚未開發(fā)的功能世界’。如同炭化木材造就了一種炭化表面，可作為其它官能團(tuán)的附屬物。而在這個(gè)領(lǐng)域，我們也確實(shí)才開始觸及其‘表面’。”
瑞典林雪平大學(xué)（Linköping University）的化學(xué)工程師 Nathaniel Robinson 指出，許多非木材成分的材料不可生物降解，所采用的試劑也不環(huán)保。他預(yù)測說，微流控裝置所產(chǎn)生的固體堆肥殘留物很可能要作為危險(xiǎn)廢物來處理。Robinson 補(bǔ)充道：“不具備透明度也使木材不適合在某些檢測和分析環(huán)境中使用，譬如通過顯微鏡觀察細(xì)胞或細(xì)菌所需用到的高品質(zhì)玻璃就無法以木材取代。”
英國劍橋大學(xué)（University of Cambridge）的生物技術(shù)專家 Chris Lowe 表示，雖然對木質(zhì)微流控芯片用于診斷的想法表示贊賞，但在臨床實(shí)驗(yàn)之前還是有大量的工作需要開展。他補(bǔ)充說：“樺木的化學(xué)成分變化極大，激光蝕刻產(chǎn)生的炭化和特氟隆涂覆過程中的不一致性可能會(huì)加劇這種情況。”
Lowe 警告說，即使在溫和的水介質(zhì)中，樺木也會(huì)釋放出各種糖分、氨基酸和芳香族化合物，這些都可能對臨床檢測產(chǎn)生影響。在確保使用木材等天然材料制造芯片的再現(xiàn)性上雖然存在困難，但研究人員也不能因此而放棄繼續(xù)研究的熱情，尤其是在可生物降解的涂層將可能取代特氟龍等的前提下。
至于微流控裝置在臨床方面的潛在用途，Rao 說：“這是一個(gè)受到高度監(jiān)管的行業(yè)，所以沒有人想成為‘第一個(gè)吃螃蟹的人’。”但他仍然樂觀地認(rèn)為，一旦有一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在木質(zhì)微流控芯片領(lǐng)域取得成功，其他團(tuán)隊(duì)也會(huì)相繼投入研究。
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