L-Series包括严格的机械平台,集成了显微镜技术、微定位和计量学等方法。可应用于芯片电场的微型电位计(Microport)也作为其开发的副产品。L-Series致力于真正的解决微流控设备开发者所遇到的难题:构造芯片系统和提供实用程序,Sartor说:“若是将衬质和芯片粘合在一起,需要经过长期的多次测试,”设计者若想改变流体通道,必须从头开始。L-Series检测组使内联测试和假设分析实验变得更简单,测试一个新设计只要交换芯片即可。当前,L-Series设备只能在手动模式下运行,一次一个芯片,但是Cascade 正在考虑开发可平行操作多个芯片的设备。支持 0.5-5μm 微米级尺度微流控芯片加工,满足单分子检测等高精需求。广东微流控芯片模型设计
微流体的操控的难题:自动精确地操控液体流动是微流控免疫芯片的主要挑战之一。目前通常依赖复杂的通道、阀门、泵、混合器等,通过控制阀门的开关实现多步骤反应有序进行。尽管各种阀门的尺寸很小,但使阀门有序工作需要庞大的外部泵、连接器和控制设备,从而阻碍了芯片的集成性、便携性和自动化。为尽可能减少驱动泵等辅助设备以使系统小型化,Mauk等研究人员结合层压、柔韧的“袋”和“膜”结构来减少或消除用于流体控制的辅助仪器,通过手指按压充气囊或充液囊实现流体驱动。此外研究人员还尝试通过复杂的多层设计,更利于控制试剂加载、液体流动,如Furutani等人开发了一种6层芯片叠加黏合而成的光盘形微流控设备,每一层都有其特定功能,如加载孔、储液池、反应腔等,尽可能避免降低敏感性。北京微流控芯片材料区别单分子级 PDMS 芯片产线通过超净加工,提升检测灵敏度至单分子级别。
安捷伦已有一些仪器使用趋向于具有更多可用性方面的经验,并将这些经验应用到了微流体技术开发上。微流体和生物传感器的项目经理Kevin Killeen博士在接受采访时说,安捷伦的目标是为终端使用者解除负担,“由适宜的仪器产品组装成的系统可以让非专业人士操纵专业设备”。微流体技术也需要适时表现出其自身的实用性和可靠性,例如,纳米级电喷雾质谱分析(nano-electrospray MS)不必考虑其顶端的闭合及边带的加宽,Killeen补充道:“对于生物学家来说,微流控技术的价值就在于此。”
微米级尺度微流控芯片的精密加工与应用:在0.5-5μm微米级尺度微流控芯片加工领域,公司依托MEMS光刻、深硅刻蚀及纳米压印等技术,实现亚微米级精度的微流道、微孔阵列及三维结构制造。电镜下可见的精细流道网络,其宽度误差可控制在±50nm以内,适用于单分子检测、液滴生成等超高精度场景。例如,在单分子免疫检测芯片中,微米级微孔阵列可实现单个生物分子的捕获与荧光信号放大,检测灵敏度较传统方法提升10倍以上。该尺度芯片的加工难点在于材料刻蚀均匀性与表面粗糙度控制,公司通过干湿结合刻蚀工艺与表面化学修饰技术,解决了高深宽比结构(如10:1以上)的加工瓶颈,成功应用于外泌体分选、循环肿瘤细胞捕获等前沿生物医学领域,为精细医疗提供器件支撑。微流控芯片技术用于液体活检。
微流控芯片,这个会通过检测血清中infection疾病的特异性抗体,有助于调查人群中疾病流行情况、监测疾病的传播的情况,并确定infected患者。研究人员开发一种高通量的微流控荧光免疫芯片,可以同时检测50份血清样本中多种COVID 19抗体,在COVID 19的前两周内,该方法的敏感度为95%、特异度为91%,对有症状患者,确诊率为100%。Dixon等推出一款用于检测风疹病毒IgG的数字微流控诊断平台,无需样品预处理且所有后续步骤都由平台自动进行。微流控芯片的流体驱动与检测。浙江微流控芯片的特点
微流控芯片的主流加工方法。广东微流控芯片模型设计
玻璃基微流控芯片的精密刻蚀与键合工艺:玻璃因其高透光性、化学稳定性及表面平整性,成为光学检测类微流控芯片的理想材料。公司采用湿法刻蚀与干法刻蚀结合工艺,在玻璃基板上实现1-200μm深度的微流道加工,配合双面光刻对准技术,确保流道结构的三维高精度匹配。刻蚀后的玻璃芯片通过高温键合(300-450℃)或阳极键合实现密封,键合强度可达5MPa以上,耐受高压流体传输(如100kPa压力下无泄漏)。典型应用包括荧光显微成像芯片、拉曼光谱检测芯片,其光滑的玻璃表面可直接进行生物分子修饰,用于DNA杂交、蛋白质吸附等反应。公司在玻璃芯片加工中攻克了大尺寸基板(如4英寸晶圆)的均匀刻蚀难题,通过优化刻蚀液配比与等离子体参数,将流道深度误差控制在±2%以内,满足前端科研与工业检测对芯片一致性的严苛要求。广东微流控芯片模型设计