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(mén)、泵、混合器等,通過(guò)控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)多步驟反應(yīng)有序進(jìn)行。盡管各種閥門(mén)的尺寸很小,但使閥門(mén)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(lái)減少或消除用于流體控制的輔助儀器,通過(guò)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(guò)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(kāi)發(fā)了一種6層芯片疊加黏合而成的光盤(pán)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。POCT 微流控芯片通過(guò)集成設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)無(wú)泵閥自動(dòng)化樣本處理與快速檢測(cè)。浙江微流控芯片特征
微流控芯片是微流控技術(shù)實(shí)現(xiàn)的主要平臺(tái)。其裝置特征主要是其容納流體的有效結(jié)構(gòu)(通道、反應(yīng)室和其它某些功能部件)至少在一個(gè)緯度上為微米級(jí)尺度。由于微米級(jí)的結(jié)構(gòu),流體在其中顯示和產(chǎn)生了與宏觀尺度不同的特殊性能。因此發(fā)展出獨(dú)特的分析產(chǎn)生的性能。微流控芯片的特點(diǎn)及發(fā)展優(yōu)勢(shì):微流控芯片具有液體流動(dòng)可控、消耗試樣和試劑極少、分析速度成十倍上百倍地提高等特點(diǎn),它可以在幾分鐘甚至更短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行上百個(gè)樣品的同時(shí)分析,并且可以在線實(shí)現(xiàn)樣品的預(yù)處理及分析全過(guò)程。甘肅微流控芯片生物芯片皮膚微流控芯片的應(yīng)用。
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(guò)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(cè)量?jī)x及壓力泄漏測(cè)試儀,對(duì)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(cè)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(kāi)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(wèn)題,適用于自動(dòng)化檢測(cè)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。
微針電極與組織液提取芯片的創(chuàng)新加工技術(shù):微針電極作為生物檢測(cè)與給藥的前沿器件,需兼顧機(jī)械強(qiáng)度與生物相容性。公司采用干濕結(jié)合刻蝕工藝,在硅或硬質(zhì)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(nèi),確保穿刺過(guò)程的低創(chuàng)傷性。針對(duì)類***電生理記錄需求,開(kāi)發(fā)了“觸凸”電極結(jié)構(gòu),在微針頂端集成納米級(jí)金屬電極(如金/鉑薄膜),實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)細(xì)胞電信號(hào)的高靈敏度捕獲。同時(shí),微針陣列可用于組織液提取,通過(guò)中空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與毛細(xì)作用,在30秒內(nèi)完成微升量級(jí)體液采集,避免傳統(tǒng)**的痛苦與***風(fēng)險(xiǎn)。該技術(shù)結(jié)合表面親疏水修飾,解決了微針堵塞與生物污染問(wèn)題,已應(yīng)用于連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)芯片與藥物透皮遞送系統(tǒng),為可穿戴醫(yī)療設(shè)備提供**組件支持。apparatus微流控芯片的應(yīng)用。
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,常常可取代聚丙烯酰胺凝膠電泳。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。心臟組織微流控芯片的應(yīng)用。浙江微流控芯片特征
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。浙江微流控芯片特征
微流控芯片對(duì)于胰島素的補(bǔ)充檢測(cè):抗胰島素自身抗體是Ⅰ型糖尿病中出現(xiàn)的抗體,但當(dāng)胰島素被固定在檢測(cè)平臺(tái)上時(shí),表位結(jié)合位點(diǎn)的關(guān)鍵三級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,故而難以用常規(guī)方法檢測(cè),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(hù)胰島抗原的天然構(gòu)象,該芯片可以在低樣本量下同時(shí)檢測(cè)多個(gè)胰島抗原特異性自身抗體,且檢測(cè)結(jié)果不受全血樣本中復(fù)雜背景的影響。也有研究團(tuán)隊(duì)嘗試通過(guò)檢測(cè)自身抗體以對(duì)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(shù)相結(jié)合,用以檢測(cè)3種心血管疾病相關(guān)自身抗體并進(jìn)行抗體滴度測(cè)定。Lin等人設(shè)計(jì)制造的免疫分析平臺(tái)可在45 min內(nèi)檢測(cè)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(xì)胞cancer的篩查。浙江微流控芯片特征