微流控芯片的原理:微流控芯片基于微流體力學(xué)原理,通過(guò)對(duì)微尺度通道內(nèi)流體的操控,實(shí)現(xiàn)對(duì)微小流體的混合、分離、傳輸和操控。微流控芯片的操作通常通過(guò)控制微閥門(mén)、微泵等來(lái)調(diào)節(jié)流體的壓力、流速和流量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)微流體的控制。
微流控芯片的分類(lèi):微流控芯片可以根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域和功能進(jìn)行分類(lèi),常見(jiàn)的分類(lèi)包括:生物傳感芯片-用于生物醫(yī)學(xué)研究、生物分析和生物檢測(cè)等領(lǐng)域,如細(xì)胞培養(yǎng)芯片、DNA分析芯片等?;瘜W(xué)芯片:用于化學(xué)分析、化學(xué)合成和藥物篩選等領(lǐng)域,如微反應(yīng)器芯片、分析芯片等。環(huán)境芯片:用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和污染物檢測(cè)等領(lǐng)域,如水質(zhì)監(jiān)測(cè)芯片、氣體傳感器芯片等。 多材料鍵合技術(shù)解決 PDMS 與硬質(zhì)基板密封問(wèn)題,推動(dòng)復(fù)合芯片應(yīng)用。廣西微流控芯片互惠互利
特定設(shè)計(jì)芯片的批量生產(chǎn)也降低了其成本。Caliper的旗艦產(chǎn)品是LabChip 3000新藥研發(fā)系統(tǒng),其微流體成分分析可以達(dá)到10萬(wàn)個(gè)樣品,還有用于高通量基因和蛋白分析的LabChip 90 電泳系統(tǒng)。據(jù)Caliper宣稱(chēng),75 %的主要制藥和生物技術(shù)公司都在使用LabChip 3000系統(tǒng)。美國(guó)加州的安捷倫科技公司曾與Caliper科技公司簽署正式合作協(xié)議,該項(xiàng)合作于1998年開(kāi)始,安捷倫作為一個(gè)儀器生產(chǎn)商的實(shí)力,結(jié)合其在噴墨墨盒的經(jīng)驗(yàn),在微流控技術(shù)尚未成熟時(shí),就對(duì)微流體市場(chǎng)做出了獨(dú)特的預(yù)見(jiàn),除了采用MEMS微納米加工技術(shù)外,采用噴墨打印是目前為止微流控技術(shù)應(yīng)用很多的產(chǎn)品路徑之一。浙江微流控芯片發(fā)展現(xiàn)狀微流控芯片的前景是什么?
什么是微流控技術(shù)?微流控技術(shù)是一門(mén)精確控制和操縱流體的科學(xué)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(duì)于科學(xué)家和工程師來(lái)講,微流體一詞的使用方式存在不同;對(duì)許多教授來(lái)說(shuō),微流控是一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域,主要應(yīng)用于通過(guò)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(duì)微流控工程師來(lái)講,微流控芯片(通常稱(chēng)為:生物MEMS芯片)的制造,主要是為了引導(dǎo)流體在直徑為100μm至1μm的流道系統(tǒng)中流動(dòng)。
完善、高標(biāo)準(zhǔn)的PDMS芯片生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn):公司自建的PDMS芯片標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)線(xiàn),采用全自動(dòng)混膠、真空脫泡與高溫固化工藝,確保芯片力學(xué)性能(彈性模量1-3MPa)與透光率(>92%)的高度一致性。通過(guò)精密模具(公差±2μm)與等離子體親水化處理,產(chǎn)線(xiàn)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(粒徑CV<2%),通量達(dá)20,000滴/秒,用于單細(xì)胞測(cè)序時(shí)捕獲效率超98%。質(zhì)檢環(huán)節(jié)引入微流控性能測(cè)試平臺(tái),通過(guò)熒光粒子追蹤與壓力-流量曲線(xiàn)分析,確保流速偏差<3%。產(chǎn)線(xiàn)還可定制表面改性方案,如二氧化硅涂層使PDMS親水性維持30天以上,滿(mǎn)足長(zhǎng)期細(xì)胞培養(yǎng)需求。目前,該產(chǎn)線(xiàn)已為多家IVD企業(yè)提供核酸快檢芯片,30分鐘出結(jié)果,靈敏度達(dá)99%,成為基層醫(yī)療的可靠工具。微流控芯片技術(shù)用于藥物篩選。
安捷倫在微流控技術(shù)平臺(tái)上的三個(gè)主要產(chǎn)品是Agilent 2100、 Bioanalyzer/5100、 Automated Lab-on-a-Chip (后有斯坦福大學(xué)Stephen Quake研究小組開(kāi)發(fā)的微流體控制因素大規(guī)模地綜合應(yīng)用和瑞士Spinx Technologies開(kāi)發(fā)的激光控制閥門(mén)。澳大利亞墨爾本蒙納士大學(xué)的研究者正在開(kāi)發(fā)可在微通道內(nèi)吸取、混合和濃縮分析樣品的等離子體偏振方法。等離子體不接觸工作流體便可產(chǎn)生“推力”,具有維持流體穩(wěn)定流動(dòng),對(duì)電解質(zhì)溶液不敏感也不受其污染的優(yōu)點(diǎn)。瑞士蘇黎士聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)的David Juncker認(rèn)為,流體的驅(qū)動(dòng)沒(méi)有必要采用這類(lèi)高新技術(shù),利用簡(jiǎn)單的毛細(xì)管效應(yīng)就可以驅(qū)動(dòng)流體通過(guò)微通道。深度解析微流控芯片技術(shù)。中國(guó)香港微流控芯片原料
微流控芯片的主流加工方法。廣西微流控芯片互惠互利
通過(guò)微流控芯片檢測(cè),有助于改進(jìn)診斷性能、發(fā)現(xiàn)尚未被識(shí)別的致病性自身抗體。隨著微流控免疫芯片的推廣,自身抗體檢測(cè)成為微流控免疫芯片的重要研究方向之一。此類(lèi)芯片的設(shè)計(jì)不同于其他免疫芯片,用于自身抗體檢測(cè)的微流控芯片須將自身抗原固定在芯片表面。Matsudaira等人通過(guò)光活性劑將自身抗原共價(jià)固定在聚酯平板上,利用光照射誘導(dǎo)自由基反應(yīng)實(shí)現(xiàn)固定,不需要自身抗原的特定官能團(tuán)。Ortiz等人將3種自身抗體通過(guò)羧基端硫醇化而固定在聚酯表面,用于檢測(cè)乳糜瀉特異性自身抗體,該微流控芯片的敏感性接近商品化酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)試劑盒。廣西微流控芯片互惠互利