浙江微流控芯片中的流體流動

來源: 發(fā)布時間:2025-07-04

微流控芯片技術(shù)采用先進的MEMS和半導(dǎo)體跨界創(chuàng)新策略,是生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新興科學(xué)。該技術(shù)能夠有效控制液體的物理化學(xué)反應(yīng)。由于其微型縮小方法,它帶來了高質(zhì)量交換和高通量。它主要用于藥物發(fā)現(xiàn)、蛋白質(zhì)組學(xué)、藥物篩選、臨床分析和食品創(chuàng)新。目前,各種類型的微流控芯片用于各項領(lǐng)域。與傳統(tǒng)方法相比,微流控芯片技術(shù)在耗時和所需樣品和試劑量方面具有很大優(yōu)勢。在藥物研究中,微流控創(chuàng)新可以與其他各種檢測設(shè)備集成,例如PCR,ESI-MS,MALDI-MS和GC-MS等。深入了解微流控芯片。浙江微流控芯片中的流體流動

浙江微流控芯片中的流體流動,微流控芯片

微米級尺度微流控芯片的精密加工與應(yīng)用:在0.5-5μm微米級尺度微流控芯片加工領(lǐng)域,公司依托MEMS光刻、深硅刻蝕及納米壓印等技術(shù),實現(xiàn)亞微米級精度的微流道、微孔陣列及三維結(jié)構(gòu)制造。電鏡下可見的精細流道網(wǎng)絡(luò),其寬度誤差可控制在±50nm以內(nèi),適用于單分子檢測、液滴生成等超高精度場景。例如,在單分子免疫檢測芯片中,微米級微孔陣列可實現(xiàn)單個生物分子的捕獲與熒光信號放大,檢測靈敏度較傳統(tǒng)方法提升10倍以上。該尺度芯片的加工難點在于材料刻蝕均勻性與表面粗糙度控制,公司通過干濕結(jié)合刻蝕工藝與表面化學(xué)修飾技術(shù),解決了高深寬比結(jié)構(gòu)(如10:1以上)的加工瓶頸,成功應(yīng)用于外泌體分選、循環(huán)腫瘤細胞捕獲等前沿生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,為精細醫(yī)療提供器件支撐。陜西微流控芯片夾具可定制加工小批量 PDMS、硬質(zhì)塑料、玻璃、硅片等材質(zhì)的微流控芯片。

浙江微流控芯片中的流體流動,微流控芯片

微流控芯片對于胰島素的補充檢測:抗胰島素自身抗體是Ⅰ型糖尿病中出現(xiàn)的抗體,但當胰島素被固定在檢測平臺上時,表位結(jié)合位點的關(guān)鍵三級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,故而難以用常規(guī)方法檢測,Zhang等在芯片表面噴涂生物相容的支鏈聚乙二醇層,用以保護胰島抗原的天然構(gòu)象,該芯片可以在低樣本量下同時檢測多個胰島抗原特異性自身抗體,且檢測結(jié)果不受全血樣本中復(fù)雜背景的影響。也有研究團隊嘗試通過檢測自身抗體以對心血管疾病、慢性疾病作出診斷。Dinter等研究人員將微流體芯片和微珠技術(shù)相結(jié)合,用以檢測3種心血管疾病相關(guān)自身抗體并進行抗體滴度測定。Lin等人設(shè)計制造的免疫分析平臺可在45 min內(nèi)檢測臨床患者血清抗tumour蛋白53(tumor protein 53,p53)自身抗體濃度,有望用于口腔鱗狀細胞cancer的篩查。

微流控芯片對自身抗體檢測:自身抗體可以在大多數(shù)自身免疫性疾病中發(fā)現(xiàn),如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、系統(tǒng)性硬化等,此外也有證據(jù)表明自身抗體與心血管疾病、慢性tumour等疾病相關(guān),部分自身抗體具有致病性、疾病特異性和診斷性。在疾病早期或疾病前期,自身抗體濃度便會升高,因而自身抗體具有早期預(yù)警價值;目前臨床上,很多自身抗體用于自身免疫病常規(guī)診療檢測,對自身免疫性疾病的診斷、監(jiān)測及預(yù)后有重要價值。由于技術(shù)的限制,目前絕大多數(shù)已發(fā)現(xiàn)的自身抗體并未用于常規(guī)臨床診斷。微流控芯片技術(shù)用于單細胞分析。

浙江微流控芯片中的流體流動,微流控芯片

微流控芯片(microfluidic chip)是當前微全分析系統(tǒng)(Miniaturized Total Analysis Systems)發(fā)展的熱點領(lǐng)域。微流控芯片分析以芯片為操作平臺, 同時以分析化學(xué)為基礎(chǔ),以MEMS微機電加工技術(shù)為依托,以微管道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征,以生命科學(xué)為目前主要應(yīng)用對象,是當前微全分析系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的重點。它的目標是把整個化驗室的功能,包括采樣、稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測等集成在微芯片上,且可以多次使用。包括:白金電阻芯片, 壓力傳感芯片, 電化學(xué)傳感芯片, 聲學(xué)微流控芯片,微/納米反應(yīng)器芯片, 微流體燃料電池芯片, 微/納米流體過濾芯片等。POCT 微流控芯片通過集成設(shè)計,實現(xiàn)無泵閥自動化樣本處理與快速檢測。中國香港微流控芯片之超透鏡定制

利用微流控芯片做疾病抗原檢測。浙江微流控芯片中的流體流動

微流體的操控的難題:自動精確地操控液體流動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,通過控制閥門的開關(guān)實現(xiàn)多步驟反應(yīng)有序進行。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、便攜性和自動化。為盡可能減少驅(qū)動泵等輔助設(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)來減少或消除用于流體控制的輔助儀器,通過手指按壓充氣囊或充液囊實現(xiàn)流體驅(qū)動。此外研究人員還嘗試通過復(fù)雜的多層設(shè)計,更利于控制試劑加載、液體流動,如Furutani等人開發(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、儲液池、反應(yīng)腔等,盡可能避免降低敏感性。浙江微流控芯片中的流體流動