一粒沙子大小的简单创新意味着我们现在可以分析细胞和微小颗粒，就好像它们在人体内一样。
用于流体分析的新型微器件将通过新的“片上器官”系统在药物开发和疾病研究中实现更多定制实验。
它还可以改变自然灾害区域的水污染测试和医疗诊断，其低成本，简单的使用和便携性使其成为几乎任何人都可以使用的实用工具。
这个怎么运作微流体或“芯片上实验室”装置通常用于分析血液和其他流体样品，这些样品通过狭窄通道泵送到邮票大小的透明芯片中。
这个新芯片通过在通道上增加一个三维空腔，进一步采用了这项技术 - 想象一个突然通向圆顶拱顶的狭窄隧道 - 这会产生一个微小旋涡，颗粒旋转，使它们更容易观察。为了制造这个腔体，研究人员在制造芯片时将液态金属液滴插入硅模具中。
液态金属的高表面张力意味着它在模塑过程中保持其形状。RMIT工程师和研究联合负责人Khashayar Khoshmanesh博士解释说，最后除去液态金属，只留下通道和球形腔，可以用作小型离心机。
“当流体样品进入球形腔体时，它会在腔体内旋转，”他说。“这种纺纱产生了一种自然涡旋，就像分析实验室中的离心机一样，可以旋转细胞或其他生物样品，无需捕获或标记它们即可进行研究。”
该设备仅需要微小的样品，少至1毫升的水或血液，可用于研究仅1微米的微小细菌细胞，一直到15微米的人体细胞。研究心血管疾病的平台研究的共同领导者和RMIT生物学家Sara Baratchi博士表示，该设备的软球形腔可用于模拟3D人体器官，并观察细胞在各种流动条件或药物相互作用中的行为。
“定制腔体大小的能力也允许模拟不同的流动情况 - 这样我们可以模拟血流细胞在受干扰的流动情况下的反应，例如在冠状动脉和颈动脉的分支点和曲率处，更容易缩小，“她说。
这种能力将引起澳大利亚蓬勃发展的生物医药产业的兴趣，医疗器械在2018年成为我们的十大出口产品之一，价值32亿美元。
Baratchi表示，只有通过合作才能实现这一发现，来自工程学院的技术专家和健康与生物医学科学学院的机械生物学家联合开展了RMIT的Mechanobiology和Microfluidics研究小组。
“像我一样的生物学家一直在努力研究与流动相关的力量对循环血细胞的影响。现在这种与我们的工程同事一起开发的小型化装置确实如此，”Baratchi说。
“这是一个巧妙的解决方案，真正突出了跨学科研究的价值。”但是一些最激动人心的应用程序也可能在实验室之外。任何人都可以使用便宜的便携式水测试
另一个有希望的应用是识别水道中的寄生虫和其他感染，特别是在发展中国家。“检测水中的杂质可能是一项艰巨的任务，因为你并不总是确切地知道你在寻找什么，”Khoshmanesh说。“但是使用这种装置，杂质将被涡流捕获并旋转，无需任何特殊的样品制备，从而节省了时间和金钱。”无论是用于分析水样还是血液样本，该设备的低成本和便携性使其在各种应用中都具有吸引力。
同一研究小组最近开发了一种由乳胶气球制成的压力泵来操作该装置。与传统的泵不同，传统的泵可以像鞋盒一样大并且花费数千美元，它们的成本低且便携。
简单性是我们设计的一个非常重要的参数，因为这通常意味着实验室外的成本更低，适用性更强，”Khoshmanesh说。
“我们的新型微流体装置与我们的泵和能够捕获高速图像的智能手机相结合，成为一种低成本，自给自足且完全便携的即时诊断设备。”
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