有限状态机作为气动回路使用微流体阀创建芯片实验室

加州大学欧文分校的一组生化工程师SiavashAhrar、ManasiRaje、IreneLee和ElliotHui开发了一种有限状态机(FSM)，该机作为气动回路使用微流体阀构建实验室-芯片。他们的工作发表在《科学进展》杂志上。

在过去的几年里，生化和机械工程师一直致力于实现许多目前由手工完成的化学过程的自动化——例如，训练有素的实验室技术人员使用移液器来确定溶解在液体中的化学物质的浓度。自动化这些任务不仅可以降低成本，还可以加快速度，有可能在几分钟而不是几小时内提供医学实验室结果。为此，工程师们一直致力于构建他们所谓的芯片实验室。在这项新的努力中，研究团队应用气动技术解决了这个问题。

许多化学过程涉及液体的运动。在构建用于潜在芯片实验室的电路时，研究人员试图使用水压而不是电力。他们制作了一个微型三明治，其中包含作为面包的玻璃板和作为内部的硅胶片。但在制作三明治之前，他们蚀刻了玻璃板以允许液体通过，并在硅胶片上戳孔以连接玻璃板中的通道。

为了表示FSM中使用的熟悉的零和一，该团队使用了压力——常规大气压代表零，真空感应压力代表一。编码程序是通过在硅片上戳孔来完成的，这让人想起早期计算机使用的打孔卡。

然后，该团队通过创建一个简单的四位芯片实验室来测试他们的想法，该芯片实验室被编程为进行连续稀释——确定溶液中化学物质的浓度。该团队表明，像他们这样的微流体设备有朝一日可以用于检测血液等目的，不仅可以检测SARS-CoV-2等病毒，还可以检测它们的浓度。