依靠機(jī)械臂也可以將DNA引?單細(xì)胞級(jí)別的操作

在目前現(xiàn)有的技術(shù)條件下，大部分微型機(jī)器人是自主機(jī)器人，即在微環(huán)境下自主完成一定的任務(wù)。最近，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種超聲波驅(qū)動(dòng)的玻璃針，可以連接到機(jī)械臂上，這使得它們可以泵入和混合微量液體和細(xì)小顆粒。

帶有活動(dòng)手臂的機(jī)器人可以執(zhí)行機(jī)械工作，還可以被編程。一個(gè)機(jī)器人可以執(zhí)行多種任務(wù)。

傳統(tǒng)的微型系統(tǒng)通過精細(xì)毛細(xì)血管輸送微量液體，作為實(shí)驗(yàn)室分析的輔助工具，他們通常利用外部泵使液體通過芯片。這樣的系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且芯片必須定制。

由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院教授丹尼爾·艾哈邁德（DanielAhmed）領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們現(xiàn)在正在將傳統(tǒng)的機(jī)器人技術(shù)和微流體技術(shù)結(jié)合起來。他們開發(fā)了一種使用超聲波的設(shè)備，可以連接到機(jī)械臂上。該裝置包括一個(gè)細(xì)而尖的玻璃針和一個(gè)壓電傳感器，壓點(diǎn)傳感器使針振蕩。這種設(shè)備類似揚(yáng)聲器，超聲波成像和牙科清潔設(shè)備。研究人員可以改變玻璃針的振蕩頻率，創(chuàng)造多個(gè)漩渦組成的三維圖案。

科學(xué)家們還能通過一個(gè)微型通道系統(tǒng)泵送液體，創(chuàng)造一個(gè)特定的漩渦模式，并將振蕩的玻璃針放置在通道壁附近。

研究人員展示了這種方法不僅可以捕獲無生命的顆粒，還可以捕獲魚類胚胎。他們認(rèn)為它也能夠捕獲液體中的生物細(xì)胞。“在三維空間中操縱微觀粒子是有挑戰(zhàn)性的，微型機(jī)械臂讓這變得很容易?！卑~德說。

艾哈邁德說：“到目前為止，大型傳統(tǒng)機(jī)器人和微流體應(yīng)用的進(jìn)展是分開的，我們的工作有助于將兩種方法結(jié)合?！?/p>

因此，未來的微流體系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成類似于今天的機(jī)器人系統(tǒng)。一個(gè)經(jīng)過適當(dāng)編程的單一設(shè)備將能夠處理各種任務(wù)。這意味著未來的微流控芯片將不再需要特定應(yīng)用定制開發(fā)。

除了實(shí)驗(yàn)室分析，艾哈邁德還設(shè)想微型機(jī)器人手臂的其他應(yīng)用，比如對(duì)微小物體進(jìn)行分類。這種臂也可以用于生物技術(shù)，將DNA引入單個(gè)細(xì)胞。最終它們還有可能應(yīng)用于增材制造和3D打印。