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)。微流控分為被動(dòng)式微流控和主動(dòng)式微流控。廣東微流控芯片之柔性電極定制
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(hào)采集模塊和外部控制模塊組成。主體芯片是一個(gè)微通道網(wǎng)絡(luò),由微流道、微閥門(mén)、微泵等構(gòu)成;流體控制模塊負(fù)責(zé)流體的輸入、輸出和控制;信號(hào)采集模塊用于采集傳感器的信號(hào);外部控制模塊用于控制芯片的操作。微流控芯片的特點(diǎn):尺寸?。何⒘骺匦酒某叽缤ǔ楹撩准?jí)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(yīng)速度快,效率高。靈活可控:微流控芯片可以通過(guò)控制微閥門(mén)、微泵等實(shí)現(xiàn)對(duì)微流體的精確控制和調(diào)節(jié)。低成本:與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相比,微流控芯片具有成本低廉的優(yōu)勢(shì),節(jié)省了實(shí)驗(yàn)室的成本和資源。山東微流控芯片產(chǎn)品MEMS 工藝實(shí)現(xiàn)超薄柔性生物電極定制,用于腦機(jī)接口電刺激與電信號(hào)記錄。
數(shù)十微米級(jí)微流控芯片的多樣化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造:針對(duì)10-100μm尺度的微流控芯片需求,公司提供包括蛇形流道、梯度混合腔、閥門(mén)陣列等多樣化結(jié)構(gòu)的定制加工。顯微鏡下可見(jiàn)的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu),通過(guò)光刻膠模塑、熱壓成型及激光切割等工藝實(shí)現(xiàn),適用于細(xì)胞培養(yǎng)、酶聯(lián)免疫反應(yīng)(ELISA)及微化學(xué)反應(yīng)等場(chǎng)景。以數(shù)字PCR芯片為例,50μm直徑的微腔陣列可將反應(yīng)體系分割成數(shù)萬(wàn)**單元,結(jié)合熒光檢測(cè)實(shí)現(xiàn)核酸分子的定量,檢測(cè)通量較傳統(tǒng)方法提升50%。公司在該尺度加工中注重流道流體動(dòng)力學(xué)優(yōu)化,通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)(CFD)模擬流道阻力與混合效率,確保芯片內(nèi)試劑傳輸?shù)木鶆蛐耘c反應(yīng)可控性。同時(shí),針對(duì)硬質(zhì)塑料與PDMS材料特性,開(kāi)發(fā)了高精度對(duì)準(zhǔn)鍵合技術(shù),解決了多材料復(fù)合芯片的密封與集成難題,廣泛應(yīng)用于體外診斷試劑盒與便攜式檢測(cè)設(shè)備。
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。干濕結(jié)合刻蝕技術(shù)制備納米級(jí)微針,可用于組織液提取與電化學(xué)檢測(cè)器件。
標(biāo)準(zhǔn)化PDMS芯片產(chǎn)線:公司自建的PDMS芯片產(chǎn)線采用全自動(dòng)化模塑工藝,涵蓋原料混煉、真空脫泡、高溫固化(80℃/2 h)及等離子親水化處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。產(chǎn)線配備高精度模具(公差±2 μm)與光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng),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(CV<3%),通量達(dá)10,000滴/秒,用于單細(xì)胞RNA測(cè)序時(shí),細(xì)胞捕獲效率超過(guò)95%。此外,PDMS芯片的表面改性技術(shù)(如二氧化硅涂層)可降低生物污染,在長(zhǎng)期細(xì)胞培養(yǎng)中保持表面親水性超過(guò)30天。該產(chǎn)線已為多家IVD企業(yè)提供定制化服務(wù),例如開(kāi)發(fā)的核酸快檢芯片,將樣本到結(jié)果的時(shí)間縮短至30分鐘,靈敏度達(dá)98%,成為基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的主要檢測(cè)工具。利用微流控芯片對(duì)糖尿病做檢測(cè)。湖南微流控芯片市場(chǎng)
完善 PDMS 芯片產(chǎn)線覆蓋來(lái)料加工、生產(chǎn)、質(zhì)檢,支持高標(biāo)準(zhǔn)批量交付。廣東微流控芯片之柔性電極定制
美國(guó)Caliper Life Sciences公司Andrea Chow博士認(rèn)為,微流控技術(shù)的成功取決于技術(shù)上的跨界聯(lián)合、技術(shù)和應(yīng)用,這三個(gè)因素是相關(guān)的。他說(shuō):“為形成聯(lián)合,我們嘗試了所有可能達(dá)到一定復(fù)雜性水平的應(yīng)用。從長(zhǎng)遠(yuǎn)且嚴(yán)密的角度來(lái)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),我們發(fā)現(xiàn)了很多無(wú)需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的集成卻有較高使用價(jià)值的應(yīng)用,如機(jī)械閥和微電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)。改進(jìn)的微流控技術(shù),一般用于蛋白或基因電泳,常??扇〈郾0纺z電泳。進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的微流控芯片可用于酶和細(xì)胞的檢測(cè),在開(kāi)發(fā)新prescription面很有用。廣東微流控芯片之柔性電極定制