ディジタルマイクロフロー制御

デジタルマイクロフロー制御はチップ実験室技術とも呼ばれ、生命科学研究の分野で多くの利点を持っている。携帯性の面での高い潜在力、および（希少または高価な）試薬または試料消費量の大幅な減少を含む。その他の顕著な利点としては、システムが提供する高スループット容量、およびサイズが小さいために過剰な電力消費を必要としないことが挙げられます。

デジタルマイクロフロー制御はチップ実験室技術とも呼ばれ、生命科学研究の分野で多くの利点を持っている。携帯性の面での高い潜在力、および（希少または高価な）試薬または試料消費量の大幅な減少を含む。その他の顕著な利点としては、システムが提供する高スループット容量、およびサイズが小さいために過剰な電力消費を必要としないことが挙げられます。具体的には、

デジタルマイクロフロー制御の利点：

1、試薬とサンプルの消費を減らす

マイクロフロー制御技術はマイクロリットルひいてはナノリットル級の液滴体積の制御を実現することができ、この離散液滴の制御方式はより強い柔軟性を持ち、試薬の消費を大幅に低減し、試薬と試料の利用率を高めた。

例えば、診断テストは患者から50マイクロリットルの血液（約1滴の雨滴サイズ）を採取するだけで、複数のテストを行うことができ、新生児にとって重要な意義がある。

2、診断速度が速い

サブマイクロリットルサイズの液滴を制御することができ、高速反応を実現することができる。これらの液滴は全自動システムで迅速に操作され、迅速に結果を出し、分析と検査の効率を高めた。

3、複数のテストを並行して実行する

自動化とプログラム化制御を行うことができ、液体のプログラム可能な制御は同一チップ上で同時に複数の分析を行うことができ、ある程度人力の消費と人為的な操作誤差の影響を減らし、技術者への要求を低減する。

4、計器のコストが低く、敷地面積が小さい

チップの設計は簡単で、コストは安価で、チップは比較的に強い拡張性を持って、高スループット分析のために研究の基礎を提供して、そのためマイクロフロー制御によって駆動されるテストプラットフォームは試薬のコストを下げるだけではなくて、チップの設計と製造コストに対しても著しい減少があります。

原理と動作方法：

1.液滴生成と制御：

デジタルマイクロフロー制御では、液体は微小な液滴の形で存在する。各液滴は電極アレイ上で個別に制御され、電極は局所電界を印加することによって電力（例えば、電界または電極電圧差）を発生し、液滴を表面上で移動させる。

主に使用されているのは電気湿潤効果です。この効果では、電界の変化に応じて液滴が異なる電極上で接触角を変化させ、液滴を特定の方向に移動させる。

2.電気濡れ効果：

電極に電圧が印加されると、液滴と電極表面との接触角が変化する。電極上の電界強度が十分であれば、液滴は電界方向に移動する。異なる電極を制御することで、液滴はチップ表面全体を所定の経路で移動することができる。

3.液滴の制御操作：

搬送：電極アレイの電圧を変更することにより、液滴は所定の経路に沿って移動することができる。この移動方式により、液滴の正確な搬送を実現することができる。

合成と反応：複数の液滴は特定の位置で凝集し、化学反応またはその他の操作を行うことができる。例えば、特定の領域に電界を印加することにより、液滴は特定の位置で異なる試薬を合成または混合することができる。

分離と分配：異なる液滴は電場を調節することによって分離または分配することができる。高スループット分配とサンプル処理を実現することができる。

初期のバイオチップはDNAマイクロアレイの思想に基づいており、ガラス、プラスチック、またはシリコン基板であり、その上のDNA（プローブ）断片はマイクロアレイに固定されていた。DNAマイクロアレイと同様に、タンパク質アレイはマイクロアレイであり、多くの異なる捕捉剤（一般的にはモノクローナル抗体）がチップ表面に堆積している。これらは、生体試料（例えば血液）中のタンパク質の存在および／または量を決定するために使用される。DNAとタンパク質アレイの欠点は、再構成可能ではなく、再構成製造後に拡張可能であることである。現在、デジタルマイクロフロー制御はデジタルPCRを行う手段として記述されている。