Nyt open source-websted indeholder tegninger til lab-on-a-chip-enheder

Et nyt MIT-designet open source-websted kan meget vel være mikrofluidikkens Pinterest. Siden, Metafludics.org, er et gratis lager af design til lab-on-a-chip enheder, indsendt af alle slags opfindere, herunder uddannede videnskabsmænd og ingeniører, hobbyfolk, studerende, og amatørmagere. Brugere kan gennemse webstedet for enheder lige fra simple cellesortere og væskeblandere, til mere komplekse chips, der analyserer øjenvæske og syntetiserer gensekvenser.

Siden fungerer også som en social platform for mikrofluidika-fællesskabet:Enhver bruger kan logge ind for at indsende et design; de kan også lide, Kommentere på, og download designfiler for at reproducere en fremhævet enhed eller forbedre den.

David S. Kong, direktør for MIT Media Labs nye Community Biotechnology Initiative, siger, at det nye websted er designet til at accelerere innovation inden for mikrofluidisk design, som indtil nu har fulgt en konventionel, akademisk peer-reviewed rute.

"Der er en velkendt oplevelse for folk i mikrofluidik:Du ser et virkelig fantastisk papir, der viser dig et design, men hvis du vil prøve at kopiere designet, de faktiske designfiler, der er en kritisk del af reproduktion eller remix af en enhed, deles ikke på nogen systematisk måde, " siger Kong. "Som et resultat, forskere verden over er sideløbende i gang med at genopfinde hjulet. Det er en af ​​grundene til, at open source generelt er et meget kraftfuldt sæt principper. Det kan virkelig accelerere spredningen af ​​teknologi."

Kong og hans kolleger skitserede open source-platformen i et papir offentliggjort i sidste uge i tidsskriftet Natur bioteknologi . Hans medforfattere er Todd Thorsen, Peter Carr, og Scott Wick fra MIT's Lincoln Laboratory; Jonathan Babb og Jeremy Gam i Institut for Biologisk Teknik; og Ron Weiss, professor i biologisk teknik og i elektroteknik og datalogi.

Et åbent økosystem

Forskerne modellerede deres Metafludics-websted efter populære open source-depoter som GitHub - et gratis websted, der er vært for open source-softwareprojekter - og Thingiverse, et websted med hardwaredesignfiler til brugerskabt legetøj, gadgets, og robotter.

Kong kom med ideen til Metafludics som syntetisk biolog ved Lincoln Laboratory, hvor han arbejdede på at kombinere DNA-fragmenter for at omprogrammere nye funktioner til levende celler. For at gøre det, han brugte regelmæssigt DNA-depoter såsom National Institutes of Health's GenBank - en offentligt tilgængelig database, hvorigennem videnskabsmænd kan dele og få adgang til genetiske sekvenser og deres tilknyttede funktioner.

"Der har været en del deling af forskellige typer information omkring syntetisk biologi, " Kong observerer. "Så denne form for større open source-bevægelse inden for bioteknologi er vigtig, og vi håber at udfylde denne nøgledel af økosystemet, der specifikt er relateret til hardware."

Curating chips

Holdet arbejdede med Bocoup, en open source software konsulentvirksomhed, at designe en open source platform til at dele mikrofluidiske designs. For at få adgang til det gratis websted, brugere udfylder en kort profil for at logge ind, hvorefter de kan gennemse udvalgte enheder eller søge på webstedet efter specifikke mikrofluidiske funktioner.

Hver enhed, der uploades til webstedet, indeholder en kort beskrivelse, sammen med en liste over materialer brugt til at fremstille chippen, og dets tilhørende designfiler, såsom computer-aided-design (CAD) tegninger.

"Papir mikrofluidik, 3-D-printede og bløde litografichips, alle disse teknikker kræver den digitale designfil, " siger Kong. "Det er det vigtigste, vi gør tilgængeligt for første gang for det større samfund."

Siden er i øjeblikket fyldt med designs indsendt af studerende og hobbyfolk sammen med førende eksperter på området såsom Thorsen, som har bidraget med flere tidligere udgivne, højt citerede enheder og tegningerne til at gengive dem.

"Vi når ud til store pionerer og ledere inden for det bredere felt og kuraterer samlinger af deres designfiler, " siger Kong. "Forhåbentlig vil dette inspirere folk til at lave den næste generation af [mikrofluidiske] dele."

Siden ledes af en redaktion, herunder Nina Wang, en voksende anden studerende i biologisk ingeniørvidenskab ved MIT, og Kong, som arbejder på at opbygge kendskab til webstedet inden for mikrofluidics-fællesskabet. Til sidst, efterhånden som folk uploader flere enheder, holdet planlægger at fremhæve visse designs som, for eksempel, en "Del af ugen".

"Over tid ønsker vi også at igangsætte udfordringer:Hvem kan lave den hurtigste partikelsorterer? Hvem kan lave enheder, der kan dyrke en bestemt type tarmmikrobe?" siger Kong. "Min opfattelse er, at innovation som helhed gavner, når man har forskellige samfund involveret, og der er en enorm åbenhed."

Et mikrofluidisk demokrati

Forskerne sendte en ny enhed til webstedet for at demonstrere open source-platformens potentiale til brug i syntetisk biologi. Ved at bruge almindelige mikrofluiddele og en open source-controller, eller ventilsystem, holdet designet en enhed til samling af genetiske kredsløb - en chip, der automatisk kombinerer DNA-fragmenter for at danne en ny genetisk sekvens, der er i stand til at udføre en ny funktion, når den er indlejret i en levende celle.

"Vores håb er, ved at demonstrere en applikation som DNA-samling med vores open source-system, dette vil tilskynde andre til at reproducere vores system og remixe det til applikationer, der er grundlæggende for syntetisk biologi, " siger Kong.

I det lange perspektiv, han forestiller sig, at webstedet vil "demokratisere" mikrofluidik og belyse nye ideer fra uventede kilder.

"Vi har en fantastisk blanding af dele, fra de mest avancerede pionerer på området, til studerende, der laver mikrofluidik for allerførste gang, " siger Kong. "Der er potentialet for nogle obskure studerende fra en anden del af verden til at udvikle en tilhængerskare, hvis mikrofluidika-samfundet finder, at deres del er interessant eller cool."

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT-forskning, innovation og undervisning.