微流控芯片(microfluidic chip)是当前微全分析系统(Miniaturized Total Analysis Systems)发展的热点领域。微流控芯片分析以芯片为操作平台, 同时以分析化学为基础,以MEMS微机电加工技术为依托,以微管道网络为结构特征,以生命科学为目前主要应用对象,是当前微全分析系统领域发展的重点。它的目标是把整个化验室的功能,包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上,且可以多次使用。包括:白金电阻芯片, 压力传感芯片, 电化学传感芯片, 声学微流控芯片,微/纳米反应器芯片, 微流体燃料电池芯片, 微/纳米流体过滤芯片等。微流控芯片技术用于毛细管电泳分离。湖北玻璃微流控芯片
硅片微流道加工在微纳器件中的应用拓展:硅片作为MEMS工艺的主流材料,在微流控芯片中兼具机械强度与加工精度优势。公司利用深硅刻蚀(DRIE)技术实现高深宽比(>20:1)微流道加工,深度可达500μm以上,适用于高压流体控制、微反应器等场景。硅片表面通过热氧化或氮化处理形成绝缘层,可集成微电极、压力传感器等功能单元,构建“芯片实验室”(Lab-on-a-Chip)系统。例如,在脑机接口柔性电极芯片中,硅基微流道与铂铱电极的集成设计,实现了神经信号记录与药物微灌注的同步功能,其生物相容性通过表面PEG涂层优化,可长期植入体内稳定工作。公司还开发了硅片与PDMS、玻璃的异质键合技术,解决了不同材料热膨胀系数差异导致的应力问题,推动硅基微流控芯片在生物医学、环境监测等领域的跨学科应用。哪里有微流控芯片市场微流控芯片的特点是什么?
美国Caliper Life Sciences公司Andrea Chow博士认为,微流控技术的成功取决于技术上的跨界联合、技术和应用,这三个因素是相关的。他说:“为形成联合,我们尝试了所有可能达到一定复杂性水平的应用。从长远且严密的角度来对其进行改进,我们发现了很多无需经过复杂的集成却有较高使用价值的应用,如机械阀和微电动机械系统(MEMS)。改进的微流控技术,一般用于蛋白或基因电泳,常常可取代聚丙烯酰胺凝胶电泳。进一步开发的微流控芯片可用于酶和细胞的检测,在开发新prescription面很有用。
肠道微流控芯片(GoC):GoC系统模仿人类肠道的生理学。它解释了肠道的主要功能,即消化、营养物质的吸收、肠神经的调节、体内废物的排泄、以及伴随微生物共生体的人体肠道的病理生理学。GoC模型主要用于精确复制具有所需微流控参数的肠道体内环境。Kim等人研究了当人类GoC被肠道微生物群落占据时肠道的蠕动运动。通过对齐两个微通道(上部和下部)来设计微型器件,该微通道雕刻在PDMS层上,该PDMS是通过基于MEMS的微纳米制造工艺制作的模板翻模制备而来,且PDMS层由涂有ECM的多孔柔性膜隔开。如图所示,该装置被模仿人类肠道生理学的人肠上皮细胞包裹。这样的系统可以模拟人类肠道在某些特定因素下的蠕动运动,即流体流速。肺组织微流控芯片的应用。
目前微流控创新的许多应用都被报道用于恶性tumour的检测和cure。据报道,apparatus微流控芯片用于研究特定身体(如大脑,肺,心脏,肾脏,肠道和皮肤)的生理过程。值得注意的是,微流控创新在之前的COVID 19大流行形势中发挥着重要作用,特别是在cure策略和冠状病毒颗粒分析中,通过与qRT-PCR策略相结合。因此,微流控创新技术已证明它是一种优越的技术。基于这些事实,可以得出结论,微流控芯片在复制生物体的复杂性之前还有很长的路要走。微流控芯片的瓶颈和难题是什么?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。湖北玻璃微流控芯片