微流控芯片(microfluidic chip)是當前微全分析系統(Miniaturized Total Analysis Systems)發展的熱點領域。微流控芯片分析以芯片為操作平臺, 同時以分析化學為基礎,以MEMS微機電加工技術為依托,以微管道網絡為結構特征,以生命科學為目前主要應用對象,是當前微全分析系統領域發展的重點。它的目標是把整個化驗室的功能,包括采樣、稀釋、加試劑、反應、分離、檢測等集成在微芯片上,且可以多次使用。包括:白金電阻芯片, 壓力傳感芯片, 電化學傳感芯片, 聲學微流控芯片,微/納米反應器芯片, 微流體燃料電池芯片, 微/納米流體過濾芯片等。微流控芯片技術用于毛細管電泳分離。湖北玻璃微流控芯片
硅片微流道加工在微納器件中的應用拓展:硅片作為MEMS工藝的主流材料,在微流控芯片中兼具機械強度與加工精度優勢。公司利用深硅刻蝕(DRIE)技術實現高深寬比(>20:1)微流道加工,深度可達500μm以上,適用于高壓流體控制、微反應器等場景。硅片表面通過熱氧化或氮化處理形成絕緣層,可集成微電極、壓力傳感器等功能單元,構建“芯片實驗室”(Lab-on-a-Chip)系統。例如,在腦機接口柔性電極芯片中,硅基微流道與鉑銥電極的集成設計,實現了神經信號記錄與藥物微灌注的同步功能,其生物相容性通過表面PEG涂層優化,可長期植入體內穩定工作。公司還開發了硅片與PDMS、玻璃的異質鍵合技術,解決了不同材料熱膨脹系數差異導致的應力問題,推動硅基微流控芯片在生物醫學、環境監測等領域的跨學科應用。哪里有微流控芯片市場微流控芯片的特點是什么?
美國Caliper Life Sciences公司Andrea Chow博士認為,微流控技術的成功取決于技術上的跨界聯合、技術和應用,這三個因素是相關的。他說:“為形成聯合,我們嘗試了所有可能達到一定復雜性水平的應用。從長遠且嚴密的角度來對其進行改進,我們發現了很多無需經過復雜的集成卻有較高使用價值的應用,如機械閥和微電動機械系統(MEMS)。改進的微流控技術,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。進一步開發的微流控芯片可用于酶和細胞的檢測,在開發新prescription面很有用。
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。肺組織微流控芯片的應用。
目前微流控創新的許多應用都被報道用于惡性tumour的檢測和cure。據報道,apparatus微流控芯片用于研究特定身體(如大腦,肺,心臟,腎臟,腸道和皮膚)的生理過程。值得注意的是,微流控創新在之前的COVID 19大流行形勢中發揮著重要作用,特別是在cure策略和冠狀病毒顆粒分析中,通過與qRT-PCR策略相結合。因此,微流控創新技術已證明它是一種優越的技術。基于這些事實,可以得出結論,微流控芯片在復制生物體的復雜性之前還有很長的路要走。微流控芯片的瓶頸和難題是什么?MEMS微流控芯片的MEMS加工
微流控芯片的主流加工方法。湖北玻璃微流控芯片
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。湖北玻璃微流控芯片