Een nieuwe door MIT ontworpen open-source website zou wel eens de Pinterest van microfluïdica kunnen zijn. De website, Metaluidics.org, is een gratis opslagplaats van ontwerpen voor lab-on-a-chip-apparaten, ingediend door allerlei uitvinders, inclusief opgeleide wetenschappers en ingenieurs, hobbyisten, studenten, en amateurmakers. Gebruikers kunnen op de site zoeken naar apparaten, variërend van eenvoudige celsorteerders en vloeistofmixers, tot complexere chips die oogvocht analyseren en gensequenties synthetiseren.

De site dient ook als sociaal platform voor de microfluïdische gemeenschap:elke gebruiker kan inloggen om een ​​ontwerp in te dienen; ze kunnen ook leuk vinden, commentaar op, en download ontwerpbestanden om een ​​aanbevolen apparaat te reproduceren of te verbeteren.

David S.Kong, directeur van het nieuwe Community Biotechnology Initiative van het MIT Media Lab, zegt dat de nieuwe site is ontworpen om innovatie in microfluïdisch ontwerp te versnellen, die tot nu toe een conventionele, academisch peer-reviewed traject.

"Er is een bekende ervaring voor mensen in microfluïdica:je ziet een echt geweldig papier dat je een ontwerp laat zien, maar als u wilt proberen het ontwerp te kopiëren, de eigenlijke ontwerpbestanden die een cruciaal onderdeel vormen van het reproduceren of opnieuw mixen van een apparaat worden niet op een systematische manier gedeeld, " zegt Kong. "Als gevolg hiervan, Tegelijkertijd vinden onderzoekers over de hele wereld het wiel opnieuw uit. Het is een van de redenen waarom open-source in het algemeen een zeer krachtige reeks principes is. Het kan de verspreiding van technologie echt versnellen."

Kong en zijn collega's schetsten het open-sourceplatform in een paper dat vorige week in het tijdschrift werd gepubliceerd Natuur Biotechnologie . Zijn co-auteurs zijn Todd Thorsen, Peter Carr, en Scott Wick van het Lincoln Laboratory van MIT; Jonathan Babb en Jeremy Gam van de afdeling Biologische Technologie; en Ron Weiss, hoogleraar biologische technologie en elektrotechniek en informatica.

Een open ecosysteem

De onderzoekers hebben hun Metafluidics-site gemodelleerd naar populaire open-source repositories zoals GitHub - een gratis site die open-source softwareprojecten host - en Thingiverse, een website met hardware-ontwerpbestanden voor door gebruikers gemaakt speelgoed, gadgets, en robotten.

Kong kwam op het idee voor Metafluidics als synthetisch bioloog bij Lincoln Laboratory, waar hij werkte om DNA-fragmenten te combineren om nieuwe functies in levende cellen te herprogrammeren. Om dit te doen, hij maakte regelmatig gebruik van DNA-opslagplaatsen zoals de GenBank van de National Institutes of Health - een openbaar beschikbare database waarmee wetenschappers genetische sequenties en de bijbehorende functies kunnen delen en openen.

"Er is nogal wat informatie uitgewisseld over synthetische biologie, Kong merkt op. "Dus dit soort grotere open-source beweging in biotech is belangrijk, en we hopen dit belangrijke deel van het ecosysteem dat specifiek gerelateerd is aan hardware te vullen."

Chips samenstellen

Het team werkte samen met Bocoup, een open-source software adviesbureau, om een ​​open-source platform te ontwerpen om microfluïdische ontwerpen te delen. Om toegang te krijgen tot de gratis site, gebruikers vullen een kort profiel in om in te loggen, waarna ze door aanbevolen apparaten kunnen bladeren of de site kunnen doorzoeken op specifieke microfluïdische functies.

Elk apparaat dat naar de site wordt geüpload, bevat een korte beschrijving, samen met een lijst van materialen die zijn gebruikt om de chip te fabriceren, en de bijbehorende ontwerpbestanden, zoals computer-aided-design (CAD) tekeningen.

"Papieren microfluïdica, 3D-geprinte en zachte lithografiechips, al deze technieken vereisen dat digitale ontwerpbestand, "zegt Kong. "Dat is het belangrijkste dat we voor het eerst beschikbaar maken voor de grotere gemeenschap."

De site wordt momenteel gevuld met ontwerpen die zijn ingediend door studenten en hobbyisten, samen met vooraanstaande experts in het veld, zoals Thorsen, die heeft bijgedragen aan verschillende eerder gepubliceerde, veel geciteerde apparaten en de blauwdrukken om ze te reproduceren.

"We bereiken belangrijke pioniers en leiders in het bredere veld en stellen collecties van hun ontwerpbestanden samen, "zegt Kong. "Hopelijk zal dit mensen inspireren om de volgende generatie [microfluïdische] onderdelen te maken."

De site wordt beheerd door een redactie, waaronder Nina Wang, een opkomende tweedejaarsstudent in biologische engineering aan het MIT, en Kong, die werkt aan het vergroten van de bekendheid van de site binnen de microfluïdische gemeenschap. Eventueel, naarmate mensen meer apparaten uploaden, het team is van plan om bepaalde ontwerpen te markeren als, bijvoorbeeld, een "deel van de week."

"Na verloop van tijd willen we ook uitdagingen aangaan:wie kan de snelste deeltjessorteerder maken? Wie kan apparaten maken die een bepaald type darmmicrobe kunnen kweken?" zegt Kong. "Mijn mening is dat innovatie als geheel profiteert als je verschillende gemeenschappen hebt en er enorm veel openheid is."

Een microfluïdische democratie

De onderzoekers hebben een nieuw apparaat naar de site gestuurd om het potentieel van het open-sourceplatform voor gebruik in synthetische biologie aan te tonen. Met behulp van gemeenschappelijke microfluïdische onderdelen en een open-source controller, of kleppensysteem, het team ontwierp een apparaat voor het samenstellen van een genetisch circuit - een chip die automatisch DNA-fragmenten combineert om een ​​nieuwe genetische sequentie te vormen die in staat is een nieuwe functie uit te voeren wanneer deze wordt ingebed in een levende cel.

"Onze hoop is door een toepassing zoals DNA-assemblage te demonstreren met ons open-sourcesysteem, dit zal anderen aanmoedigen om ons systeem te reproduceren en te remixen voor toepassingen die fundamenteel zijn voor synthetische biologie, ' zegt Kong.

Op de lange termijn, hij voorziet dat de site microfluïdica zal "democratiseren" en nieuwe ideeën uit onverwachte bronnen zal belichten.

"We hebben een geweldige mix van onderdelen, van de meest geavanceerde pioniers in het veld, voor studenten die voor het eerst microfluïdica maken, Kong zegt. "Er is het potentieel voor een obscure student uit een ander deel van de wereld om een ​​aanhang te ontwikkelen, als de microfluïdische gemeenschap vindt dat hun rol interessant of cool is."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.