研究人员开发了用于微流体的 DIY 3D 打印蠕动泵套件
用于芯片实验室 (LoC) 和芯片器官 (OoC) 应用的微流体系统的开发需要精确的流体流动控制。通常，通过将微流体芯片与外部泵集成来控制片上流量，该外部泵通过微通道以微尺度(通常为毫升/分钟的数量级)提供流体流量。为此，已广泛使用市售的流动装置，例如挤出注射泵、蠕动泵和气动泵。
不幸的是，适用于微流体应用的现有泵通常体积庞大且成本高昂。例如，压力控制流量系统的成本高达 10,000 美元，而注射泵和蠕动泵的成本则高达数百至数千美元。LoC 和 OoC 应用首选占地面积小的泵。虽然微型泵可以在市场上买到，但它们需要专有且昂贵的控制系统(超过 1000 美元)。更重要的是，这些市售泵不适合定制。由于每个实验都有独特的要求，例如流速、工作环境和可用空间，因此仪器的快速定制将使用户受益。
为了让科学界更容易使用微流体泵，新加坡科技与设计大学 (SUTD) 软流体实验室的研究人员开发了一个“高度可定制的 3D 打印蠕动泵套件”，来自世界各地的用户可以下载设计文件、3D 打印并组装他们自己动手 (DIY) 的蠕动泵(参见图片)。
“3-D 打印机变得越来越便宜，它们是当今大多数科学实验室都可以找到的商品。随着 3-D 打印技术的进步，科学家们不再需要依赖制造商来制造组件;他们可以SUTD 项目的首席研究员 Michinao Hashimoto 副教授说：“我们正在以可承受的成本自行设计和打印它们。我们正在慢慢观察 3D 打印技术制造的民主化。”
蠕动泵由开源电子平台 Arduino 供电和控制。“随着 Arduino 的推出，非专家也可以精确控制电机。这些开源电子平台使缺乏电子和编程背景的科学家能够构建复杂的科学仪器，”主要作者 Terry Ching 解释说， SUTD 和新加坡国立大学 (NUS) 的研究生。
通过将 3D 打印部件与开源电子原型平台相结合，该团队构建了一个蠕动泵，其成本与市售选项相当，每个泵的成本估计为 50 美元。组装好的泵为微流体用户提供了广泛的流速范围(0.02-727.3 μL/min)。该泵还具有约 20 × 50 × 28 mm 的小占地面积，可放置在细胞培养箱中。值得注意的是，该泵以套件的形式设计，允许最终用户根据自己的喜好定制设置。
“我们相信套件具有唤起黑客和修补文化的内在能力。希望这能反过来激励科学界开发更多的开源科学基础设施，”桥本教授补充道。
包含详细说明的计算机辅助设计 (CAD) 文件可以在他们的最新出版物HardwareX 中的“高度可定制的 3D 打印蠕动泵套件”中找到。
标签：