湖北微流控芯片產(chǎn)業(yè)化

MEMS多重轉(zhuǎn)印工藝實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)塑料芯片快速成型：MEMS多重轉(zhuǎn)印工藝是公司**技術(shù)之一，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)圖紙到硬質(zhì)塑料芯片的快速制造，**短周期*需10個(gè)工作日。該工藝流程包括掩膜設(shè)計(jì)、硅基模具制備、熱壓轉(zhuǎn)印及后處理三大環(huán)節(jié)：首先通過光刻技術(shù)在硅片上制備高精度模具，然后利用熱壓成型將微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印至PMMA、COC等硬質(zhì)塑料基板，**終通過切割、打孔完成芯片封裝。相比傳統(tǒng)注塑工藝，該技術(shù)***降低了小批量生產(chǎn)的模具成本（降幅達(dá)70%），尤其適合研發(fā)階段的快速迭代。例如，某客戶開發(fā)的便攜式血糖檢測芯片，通過該工藝在2周內(nèi)完成3版樣品測試，將研發(fā)周期縮短40%。公司可加工的塑料材質(zhì)覆蓋多種極性與非極性材料，兼容熒光檢測、電化學(xué)傳感等功能模塊集成，為POCT設(shè)備廠商提供了低成本、高效率的原型開發(fā)與小批量生產(chǎn)解決方案。利用微流控芯片對自身抗體檢測。湖北微流控芯片產(chǎn)業(yè)化

ThinXXS公司Thomas Stange博士認(rèn)為，雖然原型設(shè)計(jì)價(jià)格高且有風(fēng)險(xiǎn)，微制造技術(shù)已不再是微流控產(chǎn)品商業(yè)化生產(chǎn)的主要障礙。對于他們公司所操縱的高價(jià)藥品測試和診斷市場，校準(zhǔn)和工藝慣性才是主要的障礙。ThinXXS于6月推出了一款新的微芯片產(chǎn)品QPlate，同時(shí)宣稱該產(chǎn)品結(jié)合了MEMS硅微處理、微鑄技術(shù)以及印制電路板技術(shù)。QPlate是與丹麥Sophion Bioscience公司合作開發(fā)的，是QPatch-16 system的組成部分，QPatch-16 system可平行的測量16個(gè)細(xì)胞離子通道。湖北微流控芯片優(yōu)點(diǎn)硅片微流道加工集成微電極，構(gòu)建腦機(jī)接口柔性電極系統(tǒng)減少手術(shù)創(chuàng)傷。

生物傳感芯片與任何遠(yuǎn)程的東西交互存在一定問題，更不用說將具有全功能樣品前處理、檢測和微流控技術(shù)都集成在同一基質(zhì)中。由于微流控技術(shù)的微小通道及其所需部件，在設(shè)計(jì)時(shí)所遇到的噴射問題，與大尺度的液相色譜相比，更加困難。上世紀(jì)80年代末至90年代末，尤其是在研究生物芯片襯底的材料科學(xué)和微通道的流體移動(dòng)技術(shù)得到發(fā)展后，微流控技術(shù)也取得了較大的進(jìn)步。為適應(yīng)時(shí)代的需求，現(xiàn)今的研究集中在集成方面，特別是生物傳感器的研究，開發(fā)制造具有很強(qiáng)運(yùn)行能力的多功能芯片。

高標(biāo)準(zhǔn)PDMS微流控芯片產(chǎn)線的批量生產(chǎn)能力：依托自研單分子系列PDMS芯片產(chǎn)線，公司建立了從材料制備到成品質(zhì)檢的全流程標(biāo)準(zhǔn)化體系。PDMS芯片生產(chǎn)包括硅模制備、預(yù)聚體澆筑、固化切割、表面改性及鍵合封裝五大工序，其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)如硅模精度控制（±1μm）、表面親疏水修飾（接觸角誤差<5°）均通過自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)，確保批量產(chǎn)品的一致性。產(chǎn)線配備光學(xué)顯微鏡、接觸角測量儀及壓力泄漏測試儀，對芯片流道尺寸、密封性能及表面特性進(jìn)行100%全檢，良品率穩(wěn)定在98%以上。典型產(chǎn)品包括單分子免疫檢測芯片、數(shù)字ELISA芯片及細(xì)胞共培養(yǎng)芯片，單批次產(chǎn)能可達(dá)10,000片以上。公司還開發(fā)了PDMS與硬質(zhì)卡殼的復(fù)合封裝技術(shù)，解決了軟質(zhì)芯片的機(jī)械強(qiáng)度不足問題，適用于自動(dòng)化檢測設(shè)備的集成應(yīng)用，為生物制藥與體外診斷行業(yè)提供了可靠的批量供應(yīng)保障。微流控技術(shù)能夠把樣本檢測整個(gè)過程集中在幾厘米的芯片上。

微流控芯片在POCT設(shè)備中的小型化設(shè)計(jì)與加工：POCT（即時(shí)檢驗(yàn)）設(shè)備對微流控芯片的小型化、低成本與易用性提出了極高要求。公司通過微流道集成設(shè)計(jì)，將樣品預(yù)處理、反應(yīng)、檢測等功能壓縮至25mm×25mm芯片內(nèi)，配合毛細(xì)虹吸與重力驅(qū)動(dòng)流路，省去外部泵閥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力操作。加工方面，采用紫外激光切割技術(shù)實(shí)現(xiàn)芯片邊緣的高精度成型（誤差<±50μm），并通過模內(nèi)注塑技術(shù)集成進(jìn)樣孔、反應(yīng)腔與檢測窗口，單芯片生產(chǎn)成本較傳統(tǒng)工藝降低30%。典型案例包括抗原檢測芯片，其微流道網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了樣本稀釋、抗體捕獲與顯色反應(yīng)的一體化，檢測時(shí)間縮短至15分鐘，檢測靈敏度與膠體金法相當(dāng)，但操作步驟減少50%。公司還開發(fā)了芯片與試紙條的復(fù)合結(jié)構(gòu)，兼容現(xiàn)有POCT儀器讀取系統(tǒng)，為快速診斷產(chǎn)品提供了從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的全鏈條解決方案。微流控芯片通過設(shè)計(jì)可以呈現(xiàn)多流道的形式。寧夏微流控芯片之SAW器件

微流控芯片技術(shù)用于藥物篩選。湖北微流控芯片產(chǎn)業(yè)化

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，通過控制閥門的開關(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(shí)現(xiàn)流體驅(qū)動(dòng)。此外研究人員還嘗試通過復(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。湖北微流控芯片產(chǎn)業(yè)化