什么是微流控技術(shù)?微流控技術(shù)是一門精確控制和操縱流體的科學技術(shù),這些流體在幾何空間上被限制在小規(guī)模流道中,通常流道系統(tǒng)的直徑低于100μm。對于科學家和工程師來講,微流體一詞的使用方式存在不同;對許多教授來說,微流控是一個科學領(lǐng)域,主要應用于通過直徑在100微米(μm)到1微米之間的流道研究和操縱微量流體。對微流控工程師來講,微流控芯片(通常稱為:生物MEMS芯片)的制造,主要是為了引導流體在直徑為100μm至1μm的流道系統(tǒng)中流動。梯度涂層設(shè)計實現(xiàn)微流控芯片內(nèi)細胞定向遷移,用于一些研究。哪里有微流控芯片圖片
微流控芯片的組成:微流控芯片由主體芯片、流體控制模塊、信號采集模塊和外部控制模塊組成。主體芯片是一個微通道網(wǎng)絡(luò),由微流道、微閥門、微泵等構(gòu)成;流體控制模塊負責流體的輸入、輸出和控制;信號采集模塊用于采集傳感器的信號;外部控制模塊用于控制芯片的操作。微流控芯片的特點:尺寸小:微流控芯片的尺寸通常為毫米級或更小,體積小巧,便于集成和攜帶??焖俑咝В何⒘骺匦酒軌?qū)崿F(xiàn)快速混合、傳輸和分離微流體,反應速度快,效率高。靈活可控:微流控芯片可以通過控制微閥門、微泵等實現(xiàn)對微流體的精確控制和調(diào)節(jié)。低成本:與傳統(tǒng)的實驗室設(shè)備相比,微流控芯片具有成本低廉的優(yōu)勢,節(jié)省了實驗室的成本和資源。湖南微流控芯片制作微流控芯片的發(fā)展歷史。
肺組織微流控器官芯片(LoC):這是另一種在微型設(shè)備上的人肺的3D工程復雜模型。它基本上構(gòu)成了人類的肺和血管。該系統(tǒng)可能在很大程度上有助于肺部的生理研究。此外,它還有助于研究肺泡囊中吸收的納米顆粒的特征,并進一步模擬病原體引發(fā)的炎癥反應。此外,它可用于測試由環(huán)境toxin和氣溶膠產(chǎn)品引起的影響。LoC使研究人員能夠研究apparatus或人體的體外生理作用,因此,它被用于不同肺部疾病醫(yī)療方式的戰(zhàn)略實施。在組織設(shè)計中,微流控創(chuàng)新通過提供氧氣,營養(yǎng)和血液,在復雜組織的發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。它為肺細胞開發(fā)了一個微環(huán)境來研究生理活動。Wyss研究所設(shè)計了各種肺部微芯片,以演示典型LoC的工作。這些微芯片還能夠模擬肺水腫。
微流控芯片的硅質(zhì)材料加工工藝:是在硅材料的加工中,光刻(lithography)和濕法刻蝕(wetetching)技術(shù)是2種常規(guī)工藝。由于硅材料具有良好的光潔度和很成熟的加工工藝,主要用于加工微泵、微閥等液流驅(qū)動和控制器件,或者在熱壓法和模塑法中作為高分子聚合物材料加工的陽模。光刻是用光膠、掩模和紫外光進行微制造。光刻和濕法蝕刻技術(shù)通常由薄膜沉淀、光刻、刻蝕3個工序組成。在薄膜表面用甩膠機均勻地附上一層光膠。然后將掩模上的圖像轉(zhuǎn)移到光膠層上,此步驟首先在基片上覆蓋一層薄膜,為光刻。再將光刻上的圖像,轉(zhuǎn)移到薄膜,并在基片上加工一定深度的微結(jié)構(gòu),此步驟完成了蝕刻。利用微流控芯片對cancer標志物檢測。
基于微流控芯片的鏈式聚合反應(PCR)更進一步的產(chǎn)品是可集成樣品前處理的基因鑒定方法之一。由于具有高度重復和低消耗樣品或試劑的特性,這種自動化和半自動化的微流控芯片在早期的藥物研發(fā)中,得到了廣泛應用。Caliper的商業(yè)模式是將芯片看作是與昂貴的電子學和光學儀器相連接的一個消費品,目前,已被許多公司采用。每個芯片完成一天的實驗運作的成本費用大概是5美元,而高通量的應用成本是幾百到幾千美元,但預計可以重復循環(huán)使用幾百或幾千次,以一次分析包括時間和試劑的成本計算在內(nèi),芯片的成本與一般實驗室分析成本相當。熱壓印工藝實現(xiàn)硬質(zhì)塑料微結(jié)構(gòu)快速成型,降低小批量生產(chǎn)周期與成本。安徽微流控芯片設(shè)計規(guī)范
深硅刻蝕實現(xiàn) 500μm 以上深度微流道,適用于高壓流體控制與微反應器。哪里有微流控芯片圖片
腸道微流控芯片(GoC):GoC系統(tǒng)模仿人類腸道的生理學。它解釋了腸道的主要功能,即消化、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、腸神經(jīng)的調(diào)節(jié)、體內(nèi)廢物的排泄、以及伴隨微生物共生體的人體腸道的病理生理學。GoC模型主要用于精確復制具有所需微流控參數(shù)的腸道體內(nèi)環(huán)境。Kim等人研究了當人類GoC被腸道微生物群落占據(jù)時腸道的蠕動運動。通過對齊兩個微通道(上部和下部)來設(shè)計微型器件,該微通道雕刻在PDMS層上,該PDMS是通過基于MEMS的微納米制造工藝制作的模板翻模制備而來,且PDMS層由涂有ECM的多孔柔性膜隔開。如圖所示,該裝置被模仿人類腸道生理學的人腸上皮細胞包裹。這樣的系統(tǒng)可以模擬人類腸道在某些特定因素下的蠕動運動,即流體流速。哪里有微流控芯片圖片