Article or book title, author's surname, DOI

Development of sensor-actuator elements for hybrid-integrated laboratories-on-a-chip for biomedical analysis (part 2)

Т.М. Зимина1, А.В.Соловьев2, Ю.А. Гвоздев3, Н.О. Ситков4, В.Е. Лемозерский5, И.Р. Ишбердин6, Н.Н. Ковалев7, К.А. Титенко8, Л.А. Краева9, Г.Н. Хамдулаева10, Н.И. Мухуров11

research article Pages: 40-50

  1. 1 к.ф.-м.н., доцент, вед. науч. сотрудник, кафедра МНЭ, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова-Ленина
  2. 2 к.ф.-м. н., доцент, ст. науч. сотрудник, кафедра МНЭ, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова-Ленина
  3. 3,4 инженер, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова-Ленина
  4. 5,8 магистрант, кафедра МНЭ, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова-Ленина
  5. 6 магистр науки и технологии, кафедра МНС, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова-Ленина
  6. 7 магистрант, кафедра МНЭ, Санкт-Петербургский государственный электротехнический уни-верситет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова-Ленина
  7. 9 д.м.н., зав. лабораторией бактериальных респираторных инфекций, Институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера (Санкт-Петербург)
  8. 10 науч. сотрудник, Институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера (Санкт-Петербург)
  9. 11 д.т.н., зав. лабораторией, Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной Академии наук Республики Беларусь (Минск)

Abstract

Part 2 of the article considers elements of laboratories-on-a-chip (LOC) as well as diagnostic devices implemented on the basis of this technology. Description of functional elements started in part 1, is completed by discussion of data on technological peculiarities of formation of nanoporous film incorporated in sandwich structure of growth module for analysis of microorganisms. Further, more complex structures and systems are considered. In order to accomplish a multiparametric analysis using LOC, the elements for sorting, address delivery of objects, and operations of displacement should be implemented. In such systems elements of Boolean logic could be used, if such structure is represented as a system of "liquid" demultiplexers. In this article a fragment of microfluidic system comprising 4 demultiplexers, separating a sample into 5 fraction is considered. Efficiency of medical diagnostic devices based on LOC technologies (pro exemplo: for microbiological LOC) depends on modules of acquisition, processing and aggregation of anonimised data, as well as systems for storage and safe access of medical personnel in order to diagnose, notification and consultation of patients. For this purpose a program-apparatus complex for monitoring, control and automation, including image recognition system is being developed for mobile medical devices (point-of-care). Examples of mobile diagnostic instruments based on the principles of molecular bio recognition, dynamic laser turbidimetry, nuclear magnetic resonance are presented.

How to cite

Зимина Т.М., Соловьев А.В., Гвоздев Ю.А., Ситков Н.О., Лемозерский В.Е., Ишбердин И.Р., Ковалев Н.Н., Титенко К.А., Краева Л.А., Хамдулаева Г.Н., Мухуров Н.И. Разработка сенсорно-актюаторных элементов гибридно-интегрируемых лабораторий-на-чипе для биомедицинского анализа (часть 2) // Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век. 2016. № 3. С. 40–50.

References

 

  1. Zimina T.M., Luchinin V.V., Muratova E.N. i dr. Principy sozdanija gibridnykh miniatjurnykh priborov dlja vyrashhivanija kolonijj mikrobnykh kletok na osnove poristogo anodnogo oksida aljuminija // NMST. 2013. № 12. S. 19-33.
  2. Zimina T.M., Luchinin V.V. Microsystems for express analysis // Journal of Analytical Chemistry. 2011. V. 66. № 12. P. 1136-1158.
  3. Zimina T.M. Sposob vyrashhivanija kolonijj mikrobnykh kletok i ustrojjstvo dlja ego osushhestvlenija. № 2522005. Opubl. 10.07.2014.
  4. Zimina T.M., Luchinin V.V. «Laboratorija na chipe». Mikrobiologicheskaja ehkspress-diagnostika patogennykh bakterijj // Nanoindustrija. 2013. № 7(45). S. 38-44.
  5. Zimina T.M., Solovev A.V., Gvozdev JU.A., Boltenkov A.JU., Ishberdin I.R., Kovalev N.N., Lemozerskijj V.E., Semenov A.I., Sitkov N.O., Sokolov V.S., Titenko K.A., KHabarov P.A. Razrabotki SPbGEHTU v oblasti tekhnologii laboratorijj-na-chipe // Biotekhnosfera. 2015. № 5(41). S. 3-19.
  6. Gvozdev JU.A., KHafizov R.A., Gammadov SH. M., Kablukov D.E., Solovev A.V., Zimina T.M., Kuznecova N.V., Cvetkov B.N. EHlementy mikrogidravlicheskojj logiki v laboratorijakh na chipe // Biotekhnosfera. 2013. № 6. S. 3-20.
  7. Zimina T.M., Gvozdev JU.A., SHirinjan T.V. Laboratorii-na-chipe. Sovremennoe sostojanie // Biotekhnosfera. 2014. № 6.
  8. Gvozdev Ju.A., Zimina T.M., Kraeva L.A., Hamdulaeva G.N. // IEEE. 2016.
  9. Karasev V.A., Luchinin V.V. Vedenie v konstruirovanie bionicheskikh nanosistem. M.: Fizmatlit. 2011. 472 s.
  10. Grunin JU.B., Grunin L.JU., Nikolskaja E.A., Talancev V.I. Mikrostruktura celljulozy i ee izuchenie metodom relaksacii JAMR // Vysokomolekuljarnye soedinenija. Ser. A. 2012. T. 54. № 3. S. 397.
  11. Solovev A.V., Zimina T.M. Sposob opredelenija agregacionnojj sposobnosti chastic kolloidnojj sistemy. № 240513434. Opubl. 27.11.2010.
  12. Zimina T.M., Solovev A.V., Gvozdev JU.A., Sitkov N.O., Lemozerskijj V.E., Ishberdin I.R., Kovalev N.N., Titenko K.A., Kraeva L.A., KHamdulaeva G.N., Mukhurov N.I. Razrabotka sensorno-aktjuatornykh ehlementov gibridno-integriruemykh laboratorijj-na-chipe dlja biomedicinskogo analiza (chast 1) // Nanotekhnologii: razrabotka, primenenie. 2016. T. 8. № 2.  S. 29-36.