生物芯片表面親疏水涂層工藝的精細控制:親疏水涂層是調節微流控芯片內流體行為的關鍵技術,公司通過氣相沉積、溶液涂覆及等離子體處理等方法,實現表面接觸角在30°-120°范圍內的精細調控(精度±2°)。在液滴生成芯片中,疏水涂層流道配合親水微孔,可實現單分散液滴的穩定生成,液滴尺寸變異系數<5%;在細胞培養芯片中,親水性表面促進細胞貼壁,結合梯度涂層設計實現細胞遷移方向控制,用于腫瘤細胞侵襲研究。涂層材料包括全氟聚醚(PFPE)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)及親水性聚合物,通過表面能匹配與化學接枝技術,確保涂層在酸堿環境(pH2-12)與有機溶劑中穩定存在超過200小時。該技術解決了復雜流道內流體滯留、氣泡形成等問題,提升了芯片在生化反應、藥物篩選等場景中的可靠性,成為微納加工領域的核心競爭力之一。熱壓印工藝實現硬質塑料微結構快速成型,降低小批量生產周期與成本。湖北圖解微流控芯片實驗室 pdf
高標準PDMS微流控芯片產線的批量生產能力:依托自研單分子系列PDMS芯片產線,公司建立了從材料制備到成品質檢的全流程標準化體系。PDMS芯片生產包括硅模制備、預聚體澆筑、固化切割、表面改性及鍵合封裝五大工序,其中關鍵環節如硅模精度控制(±1μm)、表面親疏水修飾(接觸角誤差<5°)均通過自動化設備實現,確保批量產品的一致性。產線配備光學顯微鏡、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行100%全檢,良品率穩定在98%以上。典型產品包括單分子免疫檢測芯片、數字ELISA芯片及細胞共培養芯片,單批次產能可達10,000片以上。公司還開發了PDMS與硬質卡殼的復合封裝技術,解決了軟質芯片的機械強度不足問題,適用于自動化檢測設備的集成應用,為生物制藥與體外診斷行業提供了可靠的批量供應保障。中國香港微流控芯片技術硅片微流道加工集成微電極,構建腦機接口柔性電極系統減少手術創傷。
微流控芯片對于胰島素的補充檢測:抗胰島素自身抗體是Ⅰ型糖尿病中出現的抗體,但當胰島素被固定在檢測平臺上時,表位結合位點的關鍵三級結構發生改變,故而難以用常規方法檢測,Zhang等在芯片表面噴涂生物相容的支鏈聚乙二醇層,用以保護胰島抗原的天然構象,該芯片可以在低樣本量下同時檢測多個胰島抗原特異性自身抗體,且檢測結果不受全血樣本中復雜背景的影響。也有研究團隊嘗試通過檢測自身抗體以對心血管疾病、慢性疾病作出診斷。Dinter等研究人員將微流體芯片和微珠技術相結合,用以檢測3種心血管疾病相關自身抗體并進行抗體滴度測定。Lin等人設計制造的免疫分析平臺可在45 min內檢測臨床患者血清抗tumour蛋白53(tumor protein 53,p53)自身抗體濃度,有望用于口腔鱗狀細胞cancer的篩查。
微流控芯片的未來發展與公司技術儲備:面對微流控技術向集成化、智能化發展的趨勢,公司持續投入三維多層流道加工、芯片與微納傳感器/執行器的異質集成,以及生物相容性材料創新。在技術儲備方面,已突破10μm以下尺度的納米流道加工(結合電子束光刻與納米壓印),為單分子DNA測序芯片奠定基礎;開發了基于形狀記憶合金的微閥驅動技術,實現芯片內流體的主動控制;儲備了可降解聚合物(如聚乳酸-羥基乙酸共聚物,PLGA)微流控芯片工藝,適用于體內植入式檢測設備。未來,公司將聚焦“芯片實驗室”全集成解決方案,推動微流控技術在個性化醫療、環境監測、食品安全等領域的深度應用,通過持續創新保持在微納加工與生物傳感芯片領域的技術地位。深硅刻蝕實現 500μm 以上深度微流道,適用于高壓流體控制與微反應器。
美國圣母大學(University of Notre Dame)的Hsueh-Chia Chang博士與微生物學家和免疫檢測professor合作研究,提高了微流控分析設備檢測細胞和生物分子的速度和靈敏性。同時,Chang對交流電動電學進行了改善,因為他認為交流電(AC)可作為選擇平臺,驅動流體通過用于醫學和研究的微流控分析儀。微流控分析儀的驅動機制是常規的直流電動電學,但是使用時容易產生氣泡并引起物質在電極發生化學反應的缺點限制了直流電的應用,此外,為保證其對流量的精確控制,直流電極必須放置在儲液池中,不能直接連接在電路中。玻璃基微流控芯片經精密刻蝕與鍵合,確保高透光性與化學穩定性。國產微流控芯片技術指導
微流控芯片技術用于單細胞分析。湖北圖解微流控芯片實驗室 pdf
高聚物材料加工工藝:是以高聚物材料為基片加工微流控芯片的方法主要有:模塑法、熱壓法、LIGA技術、激光刻蝕法和軟光刻等。模塑法是先利用半導體/MEMS光刻和蝕刻的方法制作出通道部分突起的陽模,然后在陽模上澆注液體的高分子材料,將固化后的高分子材料與陽模剝離后就得到了具有微結構的基片,之后與蓋片(多為玻璃)封接后就制得高聚物微流控芯片。這一方法簡單易行,不需要高技術設備,是大量生產廉價芯片的方法。熱壓法也需要事先獲得適當的陽模。湖北圖解微流控芯片實驗室 pdf