Microfluidic point-of-care 분석은 요즘 뜨거운 주제이며 저렴하고 빠르고 안정적인 카트리지를 만드는 방법을 둘러싼 많은 소문이 있습니다.
덜 집중되는 영역 중 하나는 기기 또는 판독기 내에서 작동 및 정량화 메커니즘을 설계하는 방법입니다.
여기에서 문제는 판독기로 복잡성의 상당 부분을 옮기는 동시에 진료 현장 사용에 적합한 작고 비용 효율적이며 신뢰할 수 있는 폼 팩터를 달성하는 것입니다. 위험 관리를 통해 작업하고 이와 같은 복잡한 자동화 시스템에서 흔히 발생하는 모든 고장 모드 및 엣지 케이스를 완화할 때쯤에는 기기와 카트리지 사이의 개별 인터페이스 수가 전기, 기계, 공압, 유체 등 광범위하게 증가했습니다. , 광학, 열 및 음향 등이 있습니다.
이 블로그에서는 미세 유체 카트리지와의 작고 안정적인 상호 작용 목표를 지원하기 위해 PCB 장착 구성 요소를 활용하는 방법을 살펴보고자 합니다. 내가 가장 좋아하는 아키텍처는 모든 것을 관리하는 마이크로컨트롤러와 함께 단일 어셈블리, 공압 및 기타 인터페이스 메커니즘이 있는 PCB에 긴밀하게 통합되는 것입니다. 이 접근 방식의 이점은 개발 중에 PC에서 어셈블리를 쉽게 제어할 수 있고 나중에 계측기의 나머지 부분이 최종 제품용으로 설계되면 임베디드 CPU로 전환할 수 있다는 것입니다.
이전에 언급한 블로그 내가 큰 팬이 아니라는 것을 복잡한 배선 어셈블리 의료 기기에서. 미세 유체 카트리지 판독기는 개별 와이어가 아닌 PCB를 사용하여 대부분의 전기 연결을 실현할 수 있는 특히 만족스러운 기회입니다. 유선 연결을 포함하는 구성 요소도 편리한 위치에 있는 PCB 장착 커넥터에 연결하는 짧은 리드의 이점을 누릴 수 있습니다. 구성 요소가 미리 종단 처리된 커넥터와 함께 제공되는 경우 특히 좋습니다.
이 모든 것을 말했으면 구성 요소에 대해 이야기를 시작할 때입니다. 작동 및 감지의 두 가지 주요 범주가 있습니다. 첫 번째 범주는 카드에 에너지를 부여하고 후자는 카드의 에너지를 측정합니다. 나는 당신의 창의적인 주스에 영감을 주기 위해 대부분 큰 목록을 태울 것입니다. 이 모든 가능성으로 무엇을 할 수 있는지 상상하는 것은 여러분에게 맡기겠습니다.
작동 범주에는 모터 및 솔레노이드 밸브와 같은 몇 가지 분명한 선택 사항이 있습니다. PCB 실장형 또는 실장형 품종을 사용할 수 있으며 매우 콤팩트하고 쉽게 제조할 수 있는 전체 어셈블리를 생성할 수 있습니다. 일부 덜 분명한 액추에이터에는 진동기, 초음파 변환기 및 전자석이 포함됩니다. LED는 이미징, 정량화, 유체 감지, 광활성화 및 경화를 지원하는 데 사용할 수 있습니다. 열 제어용 히터는 PCB 자체 내에서 구리 트레이스를 사용하거나 표면 실장 저항기를 사용하여 달성할 수 있습니다. 냉각도 요구 사항인 경우 Peltier 모듈을 사용할 수 있습니다.
감지 범주에는 서미스터, 마이크로스위치, 광 차단기, 근접 센서, 전위차계, 컬러 센서, 압력 센서 및 구적 엔코더가 있습니다. 다른 가능성으로는 전극, 가스 센서, 습도 센서, 광다이오드, 홀 센서, 가속도계, 실리콘 광전자 증배관 및 눈사태 광다이오드가 있습니다.
여러 용도로 사용되는 특수 센서 유형은 카메라 센서, PCB 어셈블리 및 PCB 실장 IC입니다. 카메라는 정량화, 유체 진행 모니터링, 위치 감지, 바코드 스캐닝 및 품질 관리에 사용할 수 있습니다. 카메라 IC는 이제 너무 저렴해서 몇 개 추가하는 것이 문제가 되지 않습니다.
저는 미세유체 기기에서 이러한 구성 요소를 많이 사용했으며 곧 더 많이 사용할 것입니다. 마음을 먹으면 더 많은 생각이 떠오를 것입니다.
다음 번에 미세유체 현장 진단 기기를 꿈꾼다면 가능한 한 많은 카트리지 인터페이스 기능을 단일 PCB에 넣어야 합니다!
케네스 맥 칼럼, PEng, StarFish Medical의 수석 공학 물리학 자입니다. 그는 일한다 의료기기 혁신 미세 유체 카트리지 시스템 및 초음파 응용 분야를 포함한 다양한 분야에 사용됩니다. Kenneth는 독자들의 디자인 팁, 도전 과제 및 경험에 대해 듣는 것을 즐깁니다.
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- 출처: https://starfishmedical.com/blog/pcb-mounted-microfluidic-cartridge/