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(lài)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。單分子免疫微流控生物芯片是微流控技術(shù)在超高靈敏度生物檢測(cè)領(lǐng)域的一大應(yīng)用。福建微流控芯片哪里有
apparatus(體外組織培養(yǎng))微流控芯片(OoC)具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn),即微流控裝置內(nèi)的隔室增強(qiáng)了對(duì)微環(huán)境的控制,對(duì)物理?xiàng)l件的精確控制以及對(duì)不同組織之間通信的有效操縱。它還可以提供營(yíng)養(yǎng)和氧氣,為apparatus提供生長(zhǎng)元素,同時(shí)消除分解代謝產(chǎn)物。OoC的應(yīng)用可能在純粹的表面效應(yīng),即藥物產(chǎn)品被吸附到內(nèi)襯上,其次,層流可能表現(xiàn)出相對(duì)較小的混合程度。OoC有不同的類(lèi)型:例如腦組織微流控芯片、心臟組織微流控芯片、肝組織微流控芯片、腎組織微流控芯片和肺組織微流控芯片。湖南微流控芯片批量定制深入了解微流控芯片。
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(chēng)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)。
先前報(bào)道了微流控芯片的另一項(xiàng)采用體外細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的研究,其中軸突和體細(xì)胞被物理分離,從而允許軸突通過(guò)微通道。借助這項(xiàng)技術(shù),神經(jīng)科學(xué)家可以研究軸突本身的特征,或者可以確定藥物對(duì)軸突部分的作用,并可以分析軸突切斷術(shù)后的軸突再生。值得一提的是,微通道可能會(huì)對(duì)組織或細(xì)胞產(chǎn)生剪切應(yīng)力,從而導(dǎo)致細(xì)胞損傷。被困在微通道下的氣泡可能會(huì)破壞流動(dòng)特性,并可能導(dǎo)致細(xì)胞損傷。在設(shè)計(jì)此類(lèi)3D生物芯片設(shè)備時(shí),通常三明治設(shè)計(jì),其中內(nèi)皮細(xì)胞在上層生長(zhǎng),腦細(xì)胞在下層生長(zhǎng),由多孔膜分叉,該膜充當(dāng)血腦屏障。微流控芯片通過(guò)設(shè)計(jì)可以呈現(xiàn)多流道的形式。
安捷倫在微流控技術(shù)平臺(tái)上的三個(gè)主要產(chǎn)品是Agilent 2100、 Bioanalyzer/5100、 Automated Lab-on-a-Chip (后有斯坦福大學(xué)Stephen Quake研究小組開(kāi)發(fā)的微流體控制因素大規(guī)模地綜合應(yīng)用和瑞士Spinx Technologies開(kāi)發(fā)的激光控制閥門(mén)。澳大利亞墨爾本蒙納士大學(xué)的研究者正在開(kāi)發(fā)可在微通道內(nèi)吸取、混合和濃縮分析樣品的等離子體偏振方法。等離子體不接觸工作流體便可產(chǎn)生“推力”,具有維持流體穩(wěn)定流動(dòng),對(duì)電解質(zhì)溶液不敏感也不受其污染的優(yōu)點(diǎn)。瑞士蘇黎士聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)的David Juncker認(rèn)為,流體的驅(qū)動(dòng)沒(méi)有必要采用這類(lèi)高新技術(shù),利用簡(jiǎn)單的毛細(xì)管效應(yīng)就可以驅(qū)動(dòng)流體通過(guò)微通道。微流控芯片的基本實(shí)現(xiàn)方式有:MEMS微納米加工技術(shù)、光刻、飛秒激光直寫(xiě)、LIGA、注塑、刻蝕等等;湖南微流控芯片批量定制
微流控芯片技術(shù)用于基因測(cè)序。福建微流控芯片哪里有
微孔陣列芯片在液滴分散與生化反應(yīng)中的應(yīng)用:微孔陣列作為微流控芯片的主要功能單元,其加工精度直接影響液滴生成效率與反應(yīng)均一性。公司通過(guò)光刻膠模塑、激光微加工等技術(shù),在PDMS或硬質(zhì)塑料基板上制備直徑5-50μm、間距可控的微孔陣列,孔密度可達(dá)10^4個(gè)/cm2以上。在數(shù)字PCR芯片中,微孔陣列將反應(yīng)液分割成微腔,結(jié)合油相封裝實(shí)現(xiàn)單分子級(jí)核酸擴(kuò)增,檢測(cè)靈敏度可達(dá)0.1%突變頻率。針對(duì)生化試劑反應(yīng)腔需求,開(kāi)發(fā)了表面疏水處理技術(shù),使液滴在微孔內(nèi)的滯留時(shí)間延長(zhǎng)30%,確保酶促反應(yīng)充分進(jìn)行。此外,微孔陣列與微流道的集成設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了液滴的高通量生成與分選,每分鐘可處理10^3個(gè)以上液滴,適用于高通量藥物篩選與細(xì)胞分選芯片,為醫(yī)療與生物制藥提供高效工具。福建微流控芯片哪里有