生物芯片表面亲疏水涂层工艺的精细控制:亲疏水涂层是调节微流控芯片内流体行为的关键技术,公司通过气相沉积、溶液涂覆及等离子体处理等方法,实现表面接触角在30°-120°范围内的精细调控(精度±2°)。在液滴生成芯片中,疏水涂层流道配合亲水微孔,可实现单分散液滴的稳定生成,液滴尺寸变异系数<5%;在细胞培养芯片中,亲水性表面促进细胞贴壁,结合梯度涂层设计实现细胞迁移方向控制,用于肿瘤细胞侵袭研究。涂层材料包括全氟聚醚(PFPE)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)及亲水性聚合物,通过表面能匹配与化学接枝技术,确保涂层在酸碱环境(pH2-12)与有机溶剂中稳定存在超过200小时。该技术解决了复杂流道内流体滞留、气泡形成等问题,提升了芯片在生化反应、药物筛选等场景中的可靠性,成为微纳加工领域的核心竞争力之一。热压印工艺实现硬质塑料微结构快速成型,降低小批量生产周期与成本。湖北图解微流控芯片实验室 pdf
高标准PDMS微流控芯片产线的批量生产能力:依托自研单分子系列PDMS芯片产线,公司建立了从材料制备到成品质检的全流程标准化体系。PDMS芯片生产包括硅模制备、预聚体浇筑、固化切割、表面改性及键合封装五大工序,其中关键环节如硅模精度控制(±1μm)、表面亲疏水修饰(接触角误差<5°)均通过自动化设备实现,确保批量产品的一致性。产线配备光学显微镜、接触角测量仪及压力泄漏测试仪,对芯片流道尺寸、密封性能及表面特性进行100%全检,良品率稳定在98%以上。典型产品包括单分子免疫检测芯片、数字ELISA芯片及细胞共培养芯片,单批次产能可达10,000片以上。公司还开发了PDMS与硬质卡壳的复合封装技术,解决了软质芯片的机械强度不足问题,适用于自动化检测设备的集成应用,为生物制药与体外诊断行业提供了可靠的批量供应保障。中国香港微流控芯片技术硅片微流道加工集成微电极,构建脑机接口柔性电极系统减少手术创伤。
微流控芯片对于胰岛素的补充检测:抗胰岛素自身抗体是Ⅰ型糖尿病中出现的抗体,但当胰岛素被固定在检测平台上时,表位结合位点的关键三级结构发生改变,故而难以用常规方法检测,Zhang等在芯片表面喷涂生物相容的支链聚乙二醇层,用以保护胰岛抗原的天然构象,该芯片可以在低样本量下同时检测多个胰岛抗原特异性自身抗体,且检测结果不受全血样本中复杂背景的影响。也有研究团队尝试通过检测自身抗体以对心血管疾病、慢性疾病作出诊断。Dinter等研究人员将微流体芯片和微珠技术相结合,用以检测3种心血管疾病相关自身抗体并进行抗体滴度测定。Lin等人设计制造的免疫分析平台可在45 min内检测临床患者血清抗tumour蛋白53(tumor protein 53,p53)自身抗体浓度,有望用于口腔鳞状细胞cancer的筛查。
微流控芯片的未来发展与公司技术储备:面对微流控技术向集成化、智能化发展的趋势,公司持续投入三维多层流道加工、芯片与微纳传感器/执行器的异质集成,以及生物相容性材料创新。在技术储备方面,已突破10μm以下尺度的纳米流道加工(结合电子束光刻与纳米压印),为单分子DNA测序芯片奠定基础;开发了基于形状记忆合金的微阀驱动技术,实现芯片内流体的主动控制;储备了可降解聚合物(如聚乳酸-羟基乙酸共聚物,PLGA)微流控芯片工艺,适用于体内植入式检测设备。未来,公司将聚焦“芯片实验室”全集成解决方案,推动微流控技术在个性化医疗、环境监测、食品安全等领域的深度应用,通过持续创新保持在微纳加工与生物传感芯片领域的技术地位。深硅刻蚀实现 500μm 以上深度微流道,适用于高压流体控制与微反应器。
美国圣母大学(University of Notre Dame)的Hsueh-Chia Chang博士与微生物学家和免疫检测professor合作研究,提高了微流控分析设备检测细胞和生物分子的速度和灵敏性。同时,Chang对交流电动电学进行了改善,因为他认为交流电(AC)可作为选择平台,驱动流体通过用于医学和研究的微流控分析仪。微流控分析仪的驱动机制是常规的直流电动电学,但是使用时容易产生气泡并引起物质在电极发生化学反应的缺点限制了直流电的应用,此外,为保证其对流量的精确控制,直流电极必须放置在储液池中,不能直接连接在电路中。玻璃基微流控芯片经精密刻蚀与键合,确保高透光性与化学稳定性。国产微流控芯片技术指导
微流控芯片技术用于单细胞分析。湖北图解微流控芯片实验室 pdf
高聚物材料加工工艺:是以高聚物材料为基片加工微流控芯片的方法主要有:模塑法、热压法、LIGA技术、激光刻蚀法和软光刻等。模塑法是先利用半导体/MEMS光刻和蚀刻的方法制作出通道部分突起的阳模,然后在阳模上浇注液体的高分子材料,将固化后的高分子材料与阳模剥离后就得到了具有微结构的基片,之后与盖片(多为玻璃)封接后就制得高聚物微流控芯片。这一方法简单易行,不需要高技术设备,是大量生产廉价芯片的方法。热压法也需要事先获得适当的阳模。湖北图解微流控芯片实验室 pdf