硅片微流道加工在微納器件中的應(yīng)用拓展:硅片作為MEMS工藝的主流材料,在微流控芯片中兼具機(jī)械強(qiáng)度與加工精度優(yōu)勢(shì)。公司利用深硅刻蝕(DRIE)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高深寬比(>20:1)微流道加工,深度可達(dá)500μm以上,適用于高壓流體控制、微反應(yīng)器等場(chǎng)景。硅片表面通過(guò)熱氧化或氮化處理形成絕緣層,可集成微電極、壓力傳感器等功能單元,構(gòu)建“芯片實(shí)驗(yàn)室”(Lab-on-a-Chip)系統(tǒng)。例如,在腦機(jī)接口柔性電極芯片中,硅基微流道與鉑銥電極的集成設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)信號(hào)記錄與藥物微灌注的同步功能,其生物相容性通過(guò)表面PEG涂層優(yōu)化,可長(zhǎng)期植入體內(nèi)穩(wěn)定工作。公司還開(kāi)發(fā)了硅片與PDMS、玻璃的異質(zhì)鍵合技術(shù),解決了不同材料熱膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致的應(yīng)力問(wèn)題,推動(dòng)硅基微流控芯片在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的跨學(xué)科應(yīng)用。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。貴州微流控芯片之聲表面波器件定制
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。采用微納米加工的微流控芯片微納米加工微流控芯片技術(shù)用于毛細(xì)管電泳分離。
微流控芯片反應(yīng)信號(hào)的收集和分析的難題:由于反應(yīng)體系較小,故而只產(chǎn)生較低的信號(hào)強(qiáng)度,如何收集并分析芯片中產(chǎn)生的信號(hào),是微流控芯片研究的另一項(xiàng)重點(diǎn),因此,微流控芯片大多需要龐大的信號(hào)讀取和分析設(shè)備。近年來(lái)便攜性、自動(dòng)化、敏感的新型微流控芯片讀取設(shè)備受到科研人員關(guān)注。Hu等設(shè)計(jì)和制造的自動(dòng)化微流控芯片檢測(cè)儀器,體積小,功能完善,能夠自動(dòng)連接微流控芯片壓力出口和蠕動(dòng)泵的負(fù)壓連接器,精確地操控微量液體,并通過(guò)內(nèi)置檢測(cè)和分析模塊,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、可重復(fù)的快速免疫分析。此外一些團(tuán)隊(duì)已設(shè)計(jì)出體積更小的手持式設(shè)備用于定量測(cè)量反應(yīng)信號(hào)
利用微流控芯片做infection疾病抗原和抗體檢測(cè):由病原體引起的infection疾病是一個(gè)嚴(yán)重的全球公共衛(wèi)生問(wèn)題,部分infection疾病具有高傳染性,因此理想的檢測(cè)應(yīng)該具有即時(shí)性,使得患者在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)得以確診并接受cure,防止傳染病大規(guī)模傳播和暴發(fā)。目前一些微流控芯片已經(jīng)被成功地用于識(shí)別病原體分子標(biāo)志物和infection診斷。Pham等利用金屬納米粒子的信號(hào)放大作用,開(kāi)發(fā)一款高敏感性快速檢測(cè)瘧疾抗原的微流控芯片,其敏感性接近臨床常規(guī)檢測(cè)方式。利用微流控芯片高通量性質(zhì)等,設(shè)計(jì)的微流控芯片可對(duì)多種病毒同時(shí)檢測(cè),節(jié)省傳染性疾病初始篩查時(shí)間并降低成本,此芯片還通過(guò)檢測(cè)每種病毒的多種抗原來(lái)提高檢測(cè)敏感性和特異性??啥ㄖ萍庸ば∨?PDMS、硬質(zhì)塑料、玻璃、硅片等材質(zhì)的微流控芯片。
微流控芯片小批量生產(chǎn)的成本優(yōu)化策略:針對(duì)研發(fā)階段與中小批量訂單需求,公司構(gòu)建了“快速原型-工藝優(yōu)化-小批量試產(chǎn)”的全流程成本控制體系。在快速原型階段,采用3D打印硅模(成本較傳統(tǒng)光刻降低60%)與手工鍵合,7個(gè)工作日內(nèi)交付首版樣品;工藝優(yōu)化階段通過(guò)DOE(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))篩選比較好加工參數(shù),將材料利用率提升至90%以上;小批量生產(chǎn)(100-10,000片)時(shí),利用共享模具與標(biāo)準(zhǔn)化封裝流程,較傳統(tǒng)批量工藝降低40%的單芯片成本。例如,某科研團(tuán)隊(duì)定制的500片細(xì)胞分選芯片,通過(guò)該策略將單價(jià)控制在大規(guī)模量產(chǎn)的70%,同時(shí)保持±1%的流道尺寸精度。公司還提供階梯式定價(jià)與工藝路線建議,幫助客戶在保證性能的前提下實(shí)現(xiàn)成本比較好化,尤其適合初創(chuàng)企業(yè)與高校科研項(xiàng)目的器件開(kāi)發(fā)需求。深度解析微流控芯片技術(shù)。采用微納米加工的微流控芯片微納米加工
多樣化微流控芯片加工案例覆蓋數(shù)字 PCR、單分子檢測(cè)、POCT 等多個(gè)領(lǐng)域。貴州微流控芯片之聲表面波器件定制
基于微流控芯片的鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)(PCR)更進(jìn)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(fù)和低消耗樣品或試劑的特性,這種自動(dòng)化和半自動(dòng)化的微流控芯片在早期的藥物研發(fā)中,得到了廣泛應(yīng)用。Caliper的商業(yè)模式是將芯片看作是與昂貴的電子學(xué)和光學(xué)儀器相連接的一個(gè)消費(fèi)品,目前,已被許多公司采用。每個(gè)芯片完成一天的實(shí)驗(yàn)運(yùn)作的成本費(fèi)用大概是5美元,而高通量的應(yīng)用成本是幾百到幾千美元,但預(yù)計(jì)可以重復(fù)循環(huán)使用幾百或幾千次,以一次分析包括時(shí)間和試劑的成本計(jì)算在內(nèi),芯片的成本與一般實(shí)驗(yàn)室分析成本相當(dāng)。貴州微流控芯片之聲表面波器件定制