La tecnología de control de microfluídicos controla los fluidos a través de canales de micrones, logrando un doble avance en el control preciso y la miniaturización en el sintético de adn, convirtiéndose en la fuerza motriz central para promover la innovación biotecnológica. Sus ventajas básicas se reflejan en los siguientes tres aspectos:
I. control preciso: optimización integral del flujo de reactivos a las condiciones de reacción
El chip de control de microflujo puede regular con precisión el flujo de reactivos, la temperatura y el pH necesarios para la síntesis de ADN a través de microaválvulas integradas, bombas y sensores. Por ejemplo, el sintético de primer microfluídico kilobaser utiliza un chip microfluídico cerrado para controlar la tasa de error de adición de base dentro del 0,1%, lo que mejora la precisión en tres veces en comparación con el método tradicional de síntesis de columnas. La plataforma digital de control de microfluídicos desarrollada por la Universidad Tecnológica de Nanjing actualiza las gotas a través de la piel impulsada por campos eléctricos para automatizar todo el proceso de síntesis y secuenciación del adn, con una precisión de base de más del 95%, y admite necesidades complejas de almacenamiento de información como la codificación Hoffman.
II. miniaturización: el salto de los equipos de laboratorio a los terminales portátiles
El sintético de ADN tradicional es enorme, mientras que la tecnología de microfluídico reduce el sistema de reacción al nivel de chip. El tamaño del equipo de kilobaser es de solo 27 × 33 × 33 cm, que puede sintetizar los primeros directamente en la Mesa de trabajo del laboratorio, y el tiempo de síntesis única se reduce a 30 - 50 minutos. En casos más avanzados, el chip de separación dinámica del cuerpo de corriente desarrollado por la Universidad de florida, que solo utiliza un dispositivo del tamaño de una lámina de vidrio del microscopio, puede extraer 40 ng de ADN purificado de una muestra de 10 pl en 30 minutos, lo que brinda la posibilidad de detección instantánea in situ (poct).
III. integración tecnológica: promover el desarrollo paralelo de alto rendimiento y bajo costo
La fusión del microfluídico con la nanotecnología y la inteligencia artificial ha liberado aún más el potencial de la síntesis de adn. Por ejemplo, los chips microfluídicos pueden integrar miles de unidades de reacción paralelas para lograr la síntesis paralela de ADN de alto rendimiento, y la producción diaria de un solo chip supera el millón de pares de bases. Al mismo tiempo, el consumo de reactivos microfluídicos es solo 1 / 10 de los métodos tradicionales, con un diseño modular, el costo de una sola síntesis se reduce a 0,01 dólares por base, eliminando obstáculos de costo para aplicaciones a gran escala como la terapia génica y la cría agrícola.
En la actualidad, el tamaño del mercado de sintéticos de ADN de China se está expandiendo a una tasa de crecimiento anual compuesta del 15%, y la tecnología de control de microfluídicos, como fuerza impulsora central, está impulsando la evolución acelerada de la industria hacia la dirección de "precisión, portabilidad y bajo costo". En el futuro, con la madurez de la tecnología de fabricación de chips de impresión 3d, se espera que el sintético de ADN microfluídico realice la forma de "chip como laboratorio" (lab - on - A - chip), el modo tradicional de fabricación biológica.