وقتی از فناوری و نوآوری سخن به میان می‌آید، احتمالا طیف گسترده‌ای از فناوری‌های پیشرفته مانند سلول‌های بنیادی یا الکتونیک و ریزتراشه‌ها در ذهن تداعی می‌شود. اما دنیای نوآوری می‌تواند بسیار گسترده و هم‌زمان کوچک باشد؛ کوچک به ابعاد چند میکرومتر.

بسیاری از فناوری‌های نو که «ریزسیال» هم به تازگی به جمعشان پیوسته، مبتنی بر همین ابعاد کوچک شکل گرفته است، بر اساس همین ابعاد کار می‌کند.کاربرد این فناوری به یک یا چند حوزه خاص محدود نمی‌شود و از صنعت تا حوزه سلامت را در برمی‌گیرد.کیت‌های تشخیصی که می‌توانند در مدت زمانی کوتاه پاسخ‌دهی دقیقی داشته  باشند از همین فناوری بهره‌ می‌برد.

ریزسیال به یک معنا، مبتنی بر مایعاتی در ابعاد و حجم بسیار کوچک است و کاربردهای گوناگونی در صنعت، حوزه پزشکی و سلامت دارد.اما فناوری ریزسیال محدود به کاربرد خاصی نیست و این مفهوم به رفتار، کنترل دقیق و تغییر در مایعاتی اطلاق می شود که از نظر هندسی در مقیاس کوچک و معمولاً کمتر از میلی متر فعالیت می‌کنند.

ریزسیال یک فناوری میان‌رشته‌ای است که دانش مهندسی، فیزیک، شیمی، بیوشیمی، فناوری نانو و زیست‌فناوری را در دل خود دارد. در چنین ابعادی، نیروهای سطحی بر نیروهای حجمی غالب هستند، محدود می شوند.

این فناوری، به طور هوشمند در حوزه‌هایی کاربرد دارد که حجم کمی از مایعات را در سامانه‌های چند وظیفه‌ای، اتوماسیون، غربالگری با توان بالا پردازش می کنند. از ریزسیال در توسعه فناوری چاپ جوهر افشان، تراشه‌های زیستی، کیت‌های تشخیصی، و بسیاری از فناوری‌های دیگر بهره برده شده است.

ریز سیال چگونه کار می‌کند

به طور معمول سیستم های ریزسیال مایعات را حمل، مخلوط، جداسازی و یا پردازش می کنند. کاربردهای مختلف با استفاده از مسیرها و باریکه‌هایی به قطر یک مویرگ، برای اصلاح، شتابدهی و کنترل سیال استفاده می‌شود.

میکرو پمپ‌ها مایعات را به صورت مداوم به حرکت در می‌آورند و شیرهای کوچک مقیاس، کنترل جریان یا نحوه حرکت مایعات پمپ شده را تعیین می کنند. غالباً ، فرایندهایی که به طور معمول در آزمایشگاه انجام می شوند ، روی یک تراشه کوچک برنامه‌ریزی می‌شود که ضمن افزایش کارایی و تحرک، حجم نمونه مصرفی را کاهش می دهد.

انواع مختلفی از فناوری ریزسیالات توسعه یافته است که هرکدام کاربردهای خاص خود را دارند؛ از مهم‌ترین انواع این فناوری می‌توان به ریزسیالات پیوسته، قطره‌ای و ریزسیالات دیجیتال هستند.

ریزسیالات دیجیتال معماری سیستم انعطاف پذیر و مقیاس پذیر و همچنین تحمل خطای بالایی را ارائه می دهد. علاوه بر این، از آنجا که هر قطره می تواند به طور مستقل کنترل شود ، این سیستم ها همچنین دارای قابلیت تنظیم مجدد پویا هستند، به این وسیله می توان گروه هایی از سلول های واحد را در یک آرایه ریزسیالی پیکربندی کرد تا عملکرد آنها در حین اجرای همزمان مجموعه ای از سنجش های زیستی تغییر کند.

کاربردهای گسترده ریزسیالات

یکی دیگر از مزایای مهم دستگاه‌های ریزسیالی این است که آنها فقط به مقدار بسیار کمی مایع نیاز دارند؛ بنابراین، می‌توانند ابعاد کوچکی داشته باشند.

تازه‌ترین پژوهش‌های فناورانه زمینه را برای انتقال داروها، مواد مغذی یا هر مایعی را به قسمت‌های بسیار خاصی از بدن یا بافت‌ها ممکن کرده است؛ همچنین،  بسیاری از تراشه‌های ژنتیکی ریزسیالی از توانمندی شبیه‌سازی ویژگی‌های زیستی انسان برخوردار هستند و می‌توانند آزمایش‌های ژنتیک را به واقعیت تبدیل کنند.

توسعه روزافزون

نقش فناوری ریزسیالات به سرعت در حوزه تجهیزات پزشکی، سلامت و همچنین صنایع در حال گسترش است و حسگرهای مبتنی بر این فناوری مانند دستگاه‌های قابل کاشت که می‌توانند دارو را به طور اختصاصی به بافت مورد نیاز برسانند، تنها بخشی از از ابعاد فناوری ریزسیال‌ها به شمار می‌روند.

هوشمندشدن فرآیند درمان تنها بخشی از کاربردهای این فناوری به شمار می‌رود و در ساخت و تولید تجهیزات و حسگرهای زیستی، پایش‌کننده‌های سلامت و درمان از راه دور، به زودی با کمک فعالیت فناوران و متخصصان، تحول‌های تازه‌ای رخ خواهد داد.

در راستای توسعه نوآوری‌ها و تولید محصولات مبتنی بر این فناوری، معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری از محصولات و نوآوری‌های این حوزه حمایت می‌کند تا زمینه برای خلق محصول و تجاری‌سازی آن فراهم شود.

مرکز ارتباطات و اطلاع‌رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری

پایان پیام/24