玻璃基微流控芯片的精密刻蝕與鍵合工藝:玻璃因其高透光性、化學(xué)穩(wěn)定性及表面平整性,成為光學(xué)檢測類微流控芯片的理想材料。公司采用濕法刻蝕與干法刻蝕結(jié)合工藝,在玻璃基板上實現(xiàn)1-200μm深度的微流道加工,配合雙面光刻對準技術(shù),確保流道結(jié)構(gòu)的三維高精度匹配??涛g后的玻璃芯片通過高溫鍵合(300-450℃)或陽極鍵合實現(xiàn)密封,鍵合強度可達5MPa以上,耐受高壓流體傳輸(如100kPa壓力下無泄漏)。典型應(yīng)用包括熒光顯微成像芯片、拉曼光譜檢測芯片,其光滑的玻璃表面可直接進行生物分子修飾,用于DNA雜交、蛋白質(zhì)吸附等反應(yīng)。公司在玻璃芯片加工中攻克了大尺寸基板(如4英寸晶圓)的均勻刻蝕難題,通過優(yōu)化刻蝕液配比與等離子體參數(shù),將流道深度誤差控制在±2%以內(nèi),滿足前端科研與工業(yè)檢測對芯片一致性的嚴苛要求。利用微流控芯片做抗體檢測。中國香港微流控芯片生物芯片
模型生物微流控芯片的設(shè)計Choudhary等人設(shè)計了多通道微流控灌注平臺,用于培養(yǎng)斑馬魚胚胎并捕獲胚胎內(nèi)各種組織和apparatus的實時圖像。其中包含三個不同的部分。這些包括一個微流控梯度發(fā)生器,一排八個魚缸和八個輸出通道。在魚缸中,魚胚胎被單獨放置。流體梯度發(fā)生器平臺支持以劑量依賴性方式分析藥物和化學(xué)品,具有高重現(xiàn)性和準確性。它提供了一個獨特的灌注系統(tǒng),確保介質(zhì)均勻恒定地流向魚缸,并有可能有效去除廢物。除了內(nèi)部組織和apparatus的實時成像外,魚缸中的胚胎運動受到限制。為了驗證開發(fā)微流控芯片的可重復(fù)性,以丙戊酸為模型藥物,在有/沒有丙戊酸誘導(dǎo)的情況下測試了魚類的胚胎發(fā)育。結(jié)果表明,用丙戊酸處理的胚胎發(fā)育異常。天津數(shù)字微流控芯片MEMS 工藝實現(xiàn)超薄柔性生物電極定制,用于腦機接口電刺激與電信號記錄。
對于微流控芯片,必須將材料從微通道中放入和取出,還要從納升級流量的流體中獲得可靠信號。一些研究者建議將微流控技術(shù)與“中等流體”結(jié)合,——以小型化的方式附加到中等尺寸的設(shè)備中,可以濃縮樣品,易于檢測。生物學(xué)家還受他們所使用微孔板的幾何限制。Caliper和其他的一些公司正在開發(fā)可以將樣品直接從微孔板裝載至芯片的系統(tǒng),但這種操作很具挑戰(zhàn)性。美國Corning公司Po Ki Yuen博士認為,要說服生產(chǎn)商將生產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)移到一個還未證明可以縮減成本的完全不同的平臺,是極其困難的。
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(shù)都集成在同一基質(zhì)中。由于微流控技術(shù)的微小通道及其所需部件,在設(shè)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(xué)和微通道的流體移動技術(shù)得到發(fā)展后,微流控技術(shù)也取得了較大的進步。為適應(yīng)時代的需求,現(xiàn)今的研究集中在集成方面,特別是生物傳感器的研究,開發(fā)制造具有很強運行能力的多功能芯片。微流控芯片技術(shù)用于單細胞分析。
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10^4個/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)合油相封裝實現(xiàn)單分子級核酸擴增,檢測靈敏度可達0.1%突變頻率。針對生化試劑反應(yīng)腔需求,開發(fā)了表面疏水處理技術(shù),使液滴在微孔內(nèi)的滯留時間延長30%,確保酶促反應(yīng)充分進行。此外,微孔陣列與微流道的集成設(shè)計實現(xiàn)了液滴的高通量生成與分選,每分鐘可處理10^3個以上液滴,適用于高通量藥物篩選與細胞分選芯片,為醫(yī)療與生物制藥提供高效工具。微流控芯片檢測技術(shù)是什么?新型微流控芯片發(fā)展趨勢
硅片微流道加工集成微電極,構(gòu)建腦機接口柔性電極系統(tǒng)減少手術(shù)創(chuàng)傷。中國香港微流控芯片生物芯片
特定設(shè)計芯片的批量生產(chǎn)也降低了其成本。Caliper的旗艦產(chǎn)品是LabChip 3000新藥研發(fā)系統(tǒng),其微流體成分分析可以達到10萬個樣品,還有用于高通量基因和蛋白分析的LabChip 90 電泳系統(tǒng)。據(jù)Caliper宣稱,75 %的主要制藥和生物技術(shù)公司都在使用LabChip 3000系統(tǒng)。美國加州的安捷倫科技公司曾與Caliper科技公司簽署正式合作協(xié)議,該項合作于1998年開始,安捷倫作為一個儀器生產(chǎn)商的實力,結(jié)合其在噴墨墨盒的經(jīng)驗,在微流控技術(shù)尚未成熟時,就對微流體市場做出了獨特的預(yù)見,除了采用MEMS微納米加工技術(shù)外,采用噴墨打印是目前為止微流控技術(shù)應(yīng)用很多的產(chǎn)品路徑之一。中國香港微流控芯片生物芯片