Công nghệ điều khiển dòng chảy vi mô điều khiển chất lỏng thông qua các kênh cấp micron, trong máy tổng hợp DNA đã đạt được bước đột phá kép về kiểm soát chính xác và thu nhỏ, trở thành động lực cốt lõi thúc đẩy đổi mới công nghệ sinh học. Lợi thế cốt lõi của nó thể hiện ở ba mặt sau:

I. Kiểm soát chính xác: Tối ưu hóa toàn diện từ lưu lượng thuốc thử đến điều kiện phản ứng

Chip điều khiển dòng chảy vi mô có thể điều chỉnh chính xác lưu lượng thuốc thử, nhiệt độ và độ pH cần thiết cho quá trình tổng hợp DNA bằng cách tích hợp vi van, vi bơm và cảm biến. Ví dụ, Kilobaser Micro Fluidized mồi synthesizer sử dụng kèm theo loại vi mạch điều khiển, kiểm soát tỷ lệ lỗi bổ sung cơ sở trong vòng 0,1%, tăng độ chính xác gấp 3 lần so với phương pháp tổng hợp cột truyền thống. Nền tảng điều khiển vi lưu kỹ thuật số do Đại học Công nghệ Nam Kinh phát triển, thông qua điện trường điều khiển da nâng cấp giọt, thực hiện tự động hóa toàn bộ quá trình tổng hợp và giải trình tự DNA, độ chính xác cơ sở đạt trên 95%, và hỗ trợ mã hóa Hoffman và các nhu cầu lưu trữ thông tin phức tạp khác.

II. Thu nhỏ: Bước nhảy vọt từ thiết bị phòng thí nghiệm đến thiết bị đầu cuối di động

Máy tổng hợp DNA truyền thống có kích thước lớn, trong khi công nghệ microfluidic thu nhỏ hệ thống phản ứng xuống mức chip. Với kích thước chỉ 27 × 33 × 33 cm, thiết bị Kilobaser có thể tổng hợp mồi trực tiếp trên bàn làm việc trong phòng thí nghiệm và giảm thời gian tổng hợp đơn xuống còn 30-50 phút. Trong trường hợp tiên tiến hơn, chip phân tách động lực học hiện tại do Đại học Florida phát triển có thể chiết xuất 40ng DNA tinh khiết từ mẫu 10pL chỉ bằng một thiết bị có kích thước bằng kính hiển vi, cung cấp khả năng phát hiện tức thời tại chỗ (POCT).

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Sự kết hợp của microfluiding với công nghệ nano và trí tuệ nhân tạo đã mở ra tiềm năng tổng hợp DNA hơn nữa. Ví dụ, một chip microfluidic có thể tích hợp hàng ngàn đơn vị phản ứng song song để đạt được sự tổng hợp song song DNA thông lượng cao và sản lượng hàng ngày của một chip vượt qua hàng triệu cặp base. Trong khi đó, lượng tiêu thụ thuốc thử của microfluorocontrol chỉ bằng 1/10 so với phương pháp truyền thống, kết hợp với thiết kế mô-đun để giảm chi phí tổng hợp đơn xuống 0,01 USD/base, xóa bỏ rào cản chi phí cho các ứng dụng quy mô lớn như liệu pháp gen, nhân giống nông nghiệp.

Hiện nay, quy mô thị trường máy tổng hợp DNA của Trung Quốc đang mở rộng với tốc độ tăng trưởng hợp chất hàng năm là 15%, công nghệ điều khiển dòng chảy vi mô là động lực cốt lõi, đang thúc đẩy ngành công nghiệp tăng tốc theo hướng "chính xác, di động và chi phí thấp". Trong tương lai, với sự trưởng thành của công nghệ sản xuất chip in 3D, máy tổng hợp DNA vi lưu dự kiến sẽ thực hiện hình thái "Lab-on-a-Chip", mô hình sản xuất sinh học truyền thống.