Testele microfluidice la punctul de îngrijire sunt un subiect fierbinte în zilele noastre și există o mulțime de zgomote în jurul modului de a face cartușe ieftine, rapide și fiabile.
Un domeniu care se concentrează mai puțin este modul de proiectare a mecanismelor de acționare și cuantificare în cadrul instrumentului sau al cititorului.
Provocarea aici este de a muta cât mai mult din complexitate în cititor, obținând simultan un factor de formă mic, eficient din punct de vedere al costurilor și fiabil, potrivit pentru utilizarea la punctul de îngrijire. Până când ați lucrat cu gestionarea riscurilor și ați atenuat toate modurile de defecțiune și cazurile marginale care sunt comune în sistemele automate complexe precum acesta, numărul de interfețe discrete dintre instrument și cartuş a crescut extins: electrice, mecanice, pneumatice, fluidice. , optice, termice și acustice pentru a numi câteva.
În acest blog, aș dori să explorez modalități de a folosi componentele montate pe PCB pentru a sprijini obiectivul de interacțiune compactă și fiabilă cu cartușele microfluidice. Arhitectura mea preferată este să integrez strâns într-un singur ansamblu, un PCB cu mecanismele pneumatice și alte interfețe, împreună cu un microcontroler pentru a gestiona totul. Un avantaj al acestei abordări este că ansamblul poate fi controlat cu ușurință de un PC în timpul dezvoltării și, ulterior, tranziția la un procesor încorporat, odată ce restul instrumentului a fost proiectat pentru produsul final.
Am menționat anterior bloguri de care nu sunt un mare fan ansambluri complicate de cablare în dispozitivele medicale. Cititoarele de cartușe microfluidice reprezintă o oportunitate deosebit de satisfăcătoare de a realiza majoritatea conexiunilor electrice folosind PCB-uri mai degrabă decât fire discrete. Chiar și componentele care includ o conexiune prin cablu pot beneficia de un cablu scurt care se conectează la un conector montat pe PCB amplasat convenabil. Acest lucru este deosebit de plăcut când componenta vine cu un conector preterminat.
Acestea fiind spuse, este timpul să începem să vorbim despre componente. Există două categorii principale: acționare și detecție. Prima categorie oferă energie cardului, iar cea din urmă măsoară energia din cărți. Voi arde în mare parte o listă mare pentru a vă inspira sucuri creative. Vă las pe voi să vă imaginați ce ați putea face cu toate aceste posibilități.
În categoria de acționare există câteva opțiuni evidente, cum ar fi motoare și supape solenoide. Sunt disponibile variante montate sau montabile pe PCB și pot produce un ansamblu general destul de compact și ușor de fabricat. Unele actuatoare mai puțin evidente includ vibratoare, traductoare cu ultrasunete și electromagneți. LED-urile pot fi folosite pentru a susține imagistica, cuantificarea, detectarea fluidelor, fotoactivarea și întărirea. Încălzitoarele pentru controlul termic pot fi realizate utilizând urme de cupru în interiorul PCB-ului propriu-zis sau cu rezistențe de suprafață. Dacă răcirea este, de asemenea, o cerință, atunci pot fi utilizate module Peltier.
În categoria de detectare avem termistori, microîntrerupătoare, întrerupătoare optice, senzori de proximitate, potențiometre, senzori de culoare, senzori de presiune și encodere în cuadratura. Alte posibilități includ electrozi, senzori de gaz, senzori de umiditate, fotodiode, senzori Hall, accelerometre, fotomultiplicatoare de siliciu și fotodiode de avalanșă.
Un tip de senzor special care are utilizări multiple sunt senzorii camerei, atât ansamblurile PCB, cât și circuitele integrate montate pe PCB. Camerele pot fi utilizate pentru cuantificare, monitorizarea progresului fluidului, detectarea poziției, scanarea codurilor de bare și controlul calității. Circuitele integrate ale camerei sunt acum atât de ieftine încât adăugarea unora dintre ele nu este exclusă.
Am folosit o grămadă de aceste componente în instrumente microfluidice și o grămadă mai multe dintre ele pe care probabil le voi folosi în curând. Sunt sigur că când îți vei pune mintea la asta, te vei gândi la multe altele.
Data viitoare când veți imagina un instrument de diagnosticare microfluidic la punctul de îngrijire, vă provoc să puneți cât mai multă funcționalitate a interfeței cartuşului pe un singur PCB!
Kenneth MacCallum, ing., este fizician inginer principal la StarFish Medical. El lucrează la Inovarea dispozitivelor medicale pentru o varietate de domenii, inclusiv sisteme de cartușe microfluidice și aplicații cu ultrasunete. Lui Kenneth îi place să audă de la cititori despre sfaturile, provocările și experiențele lor de design.
[Conținutul încorporat]
- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- PlatoESG. Automobile/VE-uri, carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
- BlockOffsets. Modernizarea proprietății de compensare a mediului. Accesați Aici.
- Sursa: https://starfishmedical.com/blog/pcb-mounted-microfluidic-cartridge/