什么是微流控技術?微流控技術是一門精確控制和操縱流體的科學技術,這些流體在幾何空間上被限制在小規模流道中,通常流道系統的直徑低于100μm。對于科學家和工程師來講,微流體一詞的使用方式存在不同;對許多教授來說,微流控是一個科學領域,主要應用于通過直徑在100微米(μm)到1微米之間的流道研究和操縱微量流體。對微流控工程師來講,微流控芯片(通常稱為:生物MEMS芯片)的制造,主要是為了引導流體在直徑為100μm至1μm的流道系統中流動。10-100μm 幾十微米級微流控芯片可實現多樣化結構設計與精密加工。吉林微流控芯片平臺
微針電極與組織液提取芯片的創新加工技術:微針電極作為生物檢測與給藥的前沿器件,需兼顧機械強度與生物相容性。公司采用干濕結合刻蝕工藝,在硅或硬質塑料基板上制備直徑10-100μm、高度500-1000μm的微針陣列,針尖曲率半徑控制在5μm以內,確保穿刺過程的低創傷性。針對類***電生理記錄需求,開發了“觸凸”電極結構,在微針頂端集成納米級金屬電極(如金/鉑薄膜),實現對單個細胞電信號的高靈敏度捕獲。同時,微針陣列可用于組織液提取,通過中空結構設計與毛細作用,在30秒內完成微升量級體液采集,避免傳統**的痛苦與***風險。該技術結合表面親疏水修飾,解決了微針堵塞與生物污染問題,已應用于連續血糖監測芯片與藥物透皮遞送系統,為可穿戴醫療設備提供**組件支持。云南微流控芯片產業微流控芯片的基本實現方式有:MEMS微納米加工技術、光刻、飛秒激光直寫、LIGA、注塑、刻蝕等等;
微流控芯片的常見故障及預防措施:泄漏:微流控芯片中的微通道和閥門等部件容易發生泄漏,應注意密封性和連接的可靠性。堵塞:微流控芯片中的微通道可能會因為微?;驓馀莸亩氯鴮е铝黧w無法正常流動,應注意樣品的凈化和操作的規范性。漂移:由于溫度、壓力等原因,微流控芯片中的流體可能會發生漂移,影響實驗結果,應注意溫度和壓力的控制。綜上所述,微流控芯片是一種利用微尺度通道和微流控技術進行流體控制的集成芯片,具有體積小、快速、高效、靈活、低成本等特點。它由主體生物傳感芯片、流體控制模塊、信號采集模塊和外部控制模塊組成,通過控制微閥門、微泵等實現對微流體的精確控制和調節。微流控芯片根據不同的應用領域和功能可分為生物傳感芯片、化學芯片和環境芯片等。在使用微流控芯片時,應注意防止泄漏、堵塞和漂移等常見故障,確保實驗結果的準確性和可靠性。
微流控芯片與傳感器集成的模塊化加工方案:為滿足“芯片即實驗室”的集成化需求,公司提供微流控芯片與傳感器的模塊化加工服務,實現流體控制與信號檢測的一體化設計。在生物傳感芯片中,微流道下游集成電化學傳感器(如碳電極陣列)或光學傳感器(如熒光檢測窗口),通過微閥控制實現樣品進樣、清洗及信號讀取的自動化。例如,POCT血糖儀芯片將血樣引入微流道后,通過酶電極實時檢測葡萄糖氧化反應電流,整個過程在30秒內完成,檢測精度與傳統血糖儀一致,但體積縮小80%。加工過程中,公司解決了傳感器與流道的密封兼容性問題,采用激光焊接與導電膠鍵合技術,確保信號傳輸穩定性與流體零泄漏。該模塊化方案支持定制化功能組合,適用于食品安全快速篩查等便攜式設備,為現場即時檢測(POCT)提供了高效集成平臺。微流控芯片材料多樣,PDMS 軟硅膠適用于生物相容性場景,玻璃適合高透檢測。
生物傳感芯片與任何遠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、檢測和微流控技術都集成在同一基質中。由于微流控技術的微小通道及其所需部件,在設計時所遇到的噴射問題,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和微通道的流體移動技術得到發展后,微流控技術也取得了較大的進步。為適應時代的需求,現今的研究集中在集成方面,特別是生物傳感器的研究,開發制造具有很強運行能力的多功能芯片。顯微鏡與電鏡測量確保微流道精度,支撐高精度生物芯片開發與生產。陜西微流控芯片dna富集
微流控芯片的發展歷史。吉林微流控芯片平臺
腸道微流控芯片(GoC):GoC系統模仿人類腸道的生理學。它解釋了腸道的主要功能,即消化、營養物質的吸收、腸神經的調節、體內廢物的排泄、以及伴隨微生物共生體的人體腸道的病理生理學。GoC模型主要用于精確復制具有所需微流控參數的腸道體內環境。Kim等人研究了當人類GoC被腸道微生物群落占據時腸道的蠕動運動。通過對齊兩個微通道(上部和下部)來設計微型器件,該微通道雕刻在PDMS層上,該PDMS是通過基于MEMS的微納米制造工藝制作的模板翻模制備而來,且PDMS層由涂有ECM的多孔柔性膜隔開。如圖所示,該裝置被模仿人類腸道生理學的人腸上皮細胞包裹。這樣的系統可以模擬人類腸道在某些特定因素下的蠕動運動,即流體流速。吉林微流控芯片平臺