天津微流控芯片之PI柔性器件

微流控芯片在石英和玻璃的加工中，常常利用不同化學(xué)方法對(duì)其表面改性，然后可以使用光刻和蝕刻技術(shù)將微通道等微結(jié)構(gòu)加工在上面。玻璃材料的加工步驟與硅材料加工稍有差異，主要步驟有:1)在玻璃基片表面鍍一層 Cr，再用甩膠機(jī)均勻的覆蓋一層光刻膠；2)利用光刻掩模遮擋，用紫外光照射，光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；3)用顯影法去掉已曝光的光膠，用化學(xué)腐蝕的方法在鉻層上腐蝕出與掩模上平面二維圖形一致的圖案；4)用適當(dāng)?shù)目涛g劑在基片上刻蝕通道；5)刻蝕結(jié)束后，除去光刻膠，打孔后和玻璃蓋片鍵合。標(biāo)準(zhǔn)光刻和濕法刻蝕需要昂貴的儀器和超凈的工作環(huán)境，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速批量生產(chǎn)。微流控芯片檢測(cè)技術(shù)是什么？天津微流控芯片之PI柔性器件

標(biāo)準(zhǔn)化PDMS芯片產(chǎn)線：公司自建的PDMS芯片產(chǎn)線采用全自動(dòng)化模塑工藝，涵蓋原料混煉、真空脫泡、高溫固化（80℃/2 h）及等離子親水化處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。產(chǎn)線配備高精度模具（公差±2 μm）與光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，可批量生產(chǎn)單分子檢測(cè)芯片、液滴生成芯片等產(chǎn)品。例如，液滴芯片通過(guò)流聚焦結(jié)構(gòu)生成單分散乳液（CV<3%），通量達(dá)10,000滴/秒，用于單細(xì)胞RNA測(cè)序時(shí)，細(xì)胞捕獲效率超過(guò)95%。此外，PDMS芯片的表面改性技術(shù)（如二氧化硅涂層）可降低生物污染，在長(zhǎng)期細(xì)胞培養(yǎng)中保持表面親水性超過(guò)30天。該產(chǎn)線已為多家IVD企業(yè)提供定制化服務(wù)，例如開(kāi)發(fā)的核酸快檢芯片，將樣本到結(jié)果的時(shí)間縮短至30分鐘，靈敏度達(dá)98%，成為基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的主要檢測(cè)工具。浙江微流控芯片方法微流控芯片技術(shù)用于基因測(cè)序。

微流體的操控的難題：自動(dòng)精確地操控液體流動(dòng)是微流控免疫芯片的主要挑戰(zhàn)之一。目前通常依賴復(fù)雜的通道、閥門、泵、混合器等，通過(guò)控制閥門的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)多步驟反應(yīng)有序進(jìn)行。盡管各種閥門的尺寸很小，但使閥門有序工作需要龐大的外部泵、連接器和控制設(shè)備，從而阻礙了芯片的集成性、便攜性和自動(dòng)化。為盡可能減少驅(qū)動(dòng)泵等輔助設(shè)備以使系統(tǒng)小型化，Mauk等研究人員結(jié)合層壓、柔韌的“袋”和“膜”結(jié)構(gòu)來(lái)減少或消除用于流體控制的輔助儀器，通過(guò)手指按壓充氣囊或充液囊實(shí)現(xiàn)流體驅(qū)動(dòng)。此外研究人員還嘗試通過(guò)復(fù)雜的多層設(shè)計(jì)，更利于控制試劑加載、液體流動(dòng)，如Furutani等人開(kāi)發(fā)了一種6層芯片疊加黏合而成的光盤形微流控設(shè)備，每一層都有其特定功能，如加載孔、儲(chǔ)液池、反應(yīng)腔等，盡可能避免降低敏感性。

微針電極與組織液提取芯片的創(chuàng)新加工技術(shù)：微針電極作為生物檢測(cè)與給藥的前沿器件，需兼顧機(jī)械強(qiáng)度與生物相容性。公司采用干濕結(jié)合刻蝕工藝，在硅或硬質(zhì)塑料基板上制備直徑10-100μm、高度500-1000μm的微針陣列，針尖曲率半徑控制在5μm以內(nèi)，確保穿刺過(guò)程的低創(chuàng)傷性。針對(duì)類***電生理記錄需求，開(kāi)發(fā)了“觸凸”電極結(jié)構(gòu)，在微針頂端集成納米級(jí)金屬電極（如金/鉑薄膜），實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)細(xì)胞電信號(hào)的高靈敏度捕獲。同時(shí)，微針陣列可用于組織液提取，通過(guò)中空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與毛細(xì)作用，在30秒內(nèi)完成微升量級(jí)體液采集，避免傳統(tǒng)**的痛苦與***風(fēng)險(xiǎn)。該技術(shù)結(jié)合表面親疏水修飾，解決了微針堵塞與生物污染問(wèn)題，已應(yīng)用于連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)芯片與藥物透皮遞送系統(tǒng)，為可穿戴醫(yī)療設(shè)備提供**組件支持。在微流控芯片上檢測(cè)所需要被檢測(cè)的樣本量體積往往只需要微升級(jí)別。

單分子檢測(cè)用PDMS芯片的超凈加工與表面修飾：?jiǎn)畏肿訖z測(cè)對(duì)芯片表面潔凈度與非特異性吸附控制要求極高，公司建立了萬(wàn)級(jí)潔凈車間環(huán)境下的PDMS芯片超凈加工流程。從硅模清洗（采用氧等離子體處理去除有機(jī)殘留）到PDMS預(yù)聚體真空脫氣（真空度<10Pa），每個(gè)環(huán)節(jié)均嚴(yán)格控制顆粒污染，確保芯片表面顆粒雜質(zhì)<5μm的數(shù)量<5個(gè)/cm2。表面修飾采用硅烷化試劑（如APTES）與親水性聚合物（如PEG）層層自組裝，將蛋白吸附量降低至<1ng/cm2，滿足單分子熒光成像對(duì)背景噪聲的嚴(yán)苛要求。典型產(chǎn)品單分子免疫芯片可檢測(cè)低至10pM濃度的生物標(biāo)志物，較傳統(tǒng)ELISA靈敏度提升100倍。公司還開(kāi)發(fā)了芯片表面功能化定制服務(wù)，根據(jù)客戶需求接枝抗體、DNA探針等生物分子，實(shí)現(xiàn)“即買即用”的檢測(cè)芯片解決方案，加速單分子檢測(cè)技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化。利用微流控芯片對(duì)糖尿病做檢測(cè)。寧夏微流控芯片設(shè)備工程

單分子級(jí) PDMS 芯片產(chǎn)線通過(guò)超凈加工，提升檢測(cè)靈敏度至單分子級(jí)別。天津微流控芯片之PI柔性器件

硬質(zhì)塑料微流控芯片的耐候性設(shè)計(jì)與工業(yè)應(yīng)用：在工業(yè)檢測(cè)與環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，硬質(zhì)塑料微流控芯片因耐高低溫、抗化學(xué)腐蝕的特性成為優(yōu)先。公司針對(duì)PMMA、PS等材料開(kāi)發(fā)了紫外穩(wěn)定化處理工藝，使芯片在-20℃至60℃溫度范圍內(nèi)保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，適用于戶外水質(zhì)監(jiān)測(cè)與工業(yè)過(guò)程控制。表面親疏水改性技術(shù)可根據(jù)檢測(cè)需求調(diào)整，例如在油液雜質(zhì)檢測(cè)芯片中，疏水表面有效排斥油相，確保固體顆粒在流道內(nèi)的高效捕獲；在酸堿濃度檢測(cè)芯片中，親水性涂層促進(jìn)電解液均勻分布，提升傳感器響應(yīng)速度。配合熱壓成型工藝的高精度復(fù)制能力，單芯片流道尺寸誤差<1%，滿足工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備對(duì)重復(fù)性的嚴(yán)苛要求。典型應(yīng)用包括潤(rùn)滑油顆粒計(jì)數(shù)芯片、化工反應(yīng)過(guò)程監(jiān)測(cè)芯片，其低成本與高可靠性優(yōu)勢(shì)推動(dòng)了微流控技術(shù)在非生物領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用。天津微流控芯片之PI柔性器件