Automatic Compilation and Optimization for Programmable Lab on a Chip

可编程片上实验室的自动编译和优化

基本信息

  • 批准号:
    8000975
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 12.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-09-01 至 2011-12-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Current LoCs are assay-specific and are custom-built for each single experiment. Performing an experiment requires life scientists to endure the time-consuming process of designing, fabricating, and testing a chip before conducting the actual experiment. This prolonged cycle can take months to complete, increasing effort and cost and reducing productivity. Similarly, minor modifications to an assay protocol re-incur the overheads of the design cycle. Moreover, life scientists exploring new assay protocols require either intensive background knowledge in microfluidic technology and fabrication procedures, or need close collaboration with a microfluidic engineer, thereby hindering productivity. To relieve the life scientist from this aggravation, Microfluidic Innovations will develop a multi-purpose, programmable Lab-on-a-Chip (PLoC), where the life scientist will simply write or download a program for each experiment. This multi-purpose device and programmable platform eliminates the need for a new design for each assay, allowing the life scientist to focus more on assay design than chip design. Unlike existing commercial chips from competitor companies that provide either application-specific LoCs, batch processing LoCs, or limited, single-use chips, Microfluidic Innovations' devices expose the programming interface to the assay-writer, and provide the flexibility and versatility required to explore and develop new assays. Just as programmability and general-purpose computing have revolutionized the computer industry, Microfluidic Innovations' PLoC platform will provide a paradigm shift for the microfluidic LoC industry. The purpose of this project is to develop an automatic compiler and runtime infrastructure that would significantly ease the development of new assays in an easy-to-understand, high-level language, and would reduce barriers to the adoption of this new technology by life scientists. The compiler would automatically address issues such as fluid distribution and contamination, and a modular, scalable runtime system would automatically orchestrate the execution of instructions on different PLoC devices. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: Microfluidic Innovations will develop a multi-purpose, programmable Lab-on-a-Chip (PLoC), where the life scientist will simply write or download a program for each experiment. This multi-purpose device and programmable platform eliminates the need for a new design for each assay, allowing the life scientist to focus more on assay design than chip design. This proposal aims to develop a full automatic compiler and optimization infrastructure that will make it easier for assay-writers to develop new protocols and reduce barriers to market adoption of PLoC devices.
描述(由申请人提供):当前的LOC是特定于测定的,每个单个实验都是定制的。进行实验需要生命科学家在进行实际实验之前忍受设计,制造和测试芯片的耗时的过程。这个延长的周期可能需要几个月的时间才能完成,增加努力和成本并降低生产率。同样,对测定协议的小修改重新构成了设计周期的开销。此外,探索新测定协议的生命科学家需要微流体技术和制造程序中的密集背景知识,或者需要与微流体工程师进行密切合作,从而阻碍生产力。为了减轻生命科学家的严重性,微流体创新将开发出多功能,可编程的实验室芯片(PLOC),其中生活科学家只会为每个实验编写或下载一个程序。这个多功能设备和可编程平台消除了每种测定的新设计的需求,从而使生活科学家更多地专注于测定设计而不是芯片设计。与竞争对手公司的现有商业筹码不同,这些公司提供特定于应用程序的LOC,批处理处理LOC或有限的一次性芯片,微流体创新的设备将编程接口公开了分析效果,并提供了探索和开发新分析所需的灵活性和多功能性。正如可编程性和通用计算彻底改变了计算机行业一样,微流体创新的PLOC平台将为微流体LOC行业提供范式转移。该项目的目的是开发自动编译器和运行时基础架构,该基础架构将大大减轻易于理解,高级语言的新测定法,并减少生活科学家采用这项新技术的障碍。编译器将自动解决流体分布和污染等问题,模块化的可扩展运行时系统将自动协调在不同的PLOC设备上执行指令。 公共卫生相关性:微流体创新将开发出多功能,可编程的实验室芯片(PLOC),其中生活科学家只需为每个实验编写或下载一个程序。这个多功能设备和可编程平台消除了每种测定的新设计的需求,从而使生活科学家更多地专注于测定设计而不是芯片设计。该建议旨在开发完整的自动编译器和优化基础架构,这将使测定法人更容易制定新协议并减少采用PLOC设备的市场障碍。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Software-programmable continuous-flow multi-purpose lab-on-a-chip.
  • DOI:
    10.1007/s10404-013-1180-2
  • 发表时间:
    2013-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Amin, Ahmed M.;Thakur, Raviraj;Madren, Seth;Chuang, Han-Sheng;Thottethodi, Mithuna;Vijaykumar, T. N.;Wereley, Steven T.;Jacobson, Stephen C.
  • 通讯作者:
    Jacobson, Stephen C.
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