微流控芯片的硅質(zhì)材料加工工藝:是在硅材料的加工中,光刻(lithography)和濕法刻蝕(wetetching)技術(shù)是2種常規(guī)工藝。由于硅材料具有良好的光潔度和很成熟的加工工藝,主要用于加工微泵、微閥等液流驅(qū)動(dòng)和控制器件,或者在熱壓法和模塑法中作為高分子聚合物材料加工的陽(yáng)模。光刻是用光膠、掩模和紫外光進(jìn)行微制造。光刻和濕法蝕刻技術(shù)通常由薄膜沉淀、光刻、刻蝕3個(gè)工序組成。在薄膜表面用甩膠機(jī)均勻地附上一層光膠。然后將掩模上的圖像轉(zhuǎn)移到光膠層上,此步驟首先在基片上覆蓋一層薄膜,為光刻。再將光刻上的圖像,轉(zhuǎn)移到薄膜,并在基片上加工一定深度的微結(jié)構(gòu),此步驟完成了蝕刻。微流控芯片的流體驅(qū)動(dòng)與檢測(cè)。多功能微流控芯片廠家
腸道微流控芯片(GoC):GoC系統(tǒng)模仿人類腸道的生理學(xué)。它解釋了腸道的主要功能,即消化、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、腸神經(jīng)的調(diào)節(jié)、體內(nèi)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(xué)。GoC模型主要用于精確復(fù)制具有所需微流控參數(shù)的腸道體內(nèi)環(huán)境。Kim等人研究了當(dāng)人類GoC被腸道微生物群落占據(jù)時(shí)腸道的蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)對(duì)齊兩個(gè)微通道(上部和下部)來(lái)設(shè)計(jì)微型器件,該微通道雕刻在PDMS層上,該P(yáng)DMS是通過(guò)基于MEMS的微納米制造工藝制作的模板翻模制備而來(lái),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(xué)的人腸上皮細(xì)胞包裹。這樣的系統(tǒng)可以模擬人類腸道在某些特定因素下的蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng),即流體流速。陜西微流控芯片結(jié)構(gòu)為什么微流控芯片對(duì)我們很重要?
微流控芯片與傳感器集成的模塊化加工方案:為滿足“芯片即實(shí)驗(yàn)室”的集成化需求,公司提供微流控芯片與傳感器的模塊化加工服務(wù),實(shí)現(xiàn)流體控制與信號(hào)檢測(cè)的一體化設(shè)計(jì)。在生物傳感芯片中,微流道下游集成電化學(xué)傳感器(如碳電極陣列)或光學(xué)傳感器(如熒光檢測(cè)窗口),通過(guò)微閥控制實(shí)現(xiàn)樣品進(jìn)樣、清洗及信號(hào)讀取的自動(dòng)化。例如,POCT血糖儀芯片將血樣引入微流道后,通過(guò)酶電極實(shí)時(shí)檢測(cè)葡萄糖氧化反應(yīng)電流,整個(gè)過(guò)程在30秒內(nèi)完成,檢測(cè)精度與傳統(tǒng)血糖儀一致,但體積縮小80%。加工過(guò)程中,公司解決了傳感器與流道的密封兼容性問(wèn)題,采用激光焊接與導(dǎo)電膠鍵合技術(shù),確保信號(hào)傳輸穩(wěn)定性與流體零泄漏。該模塊化方案支持定制化功能組合,適用于食品安全快速篩查等便攜式設(shè)備,為現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)檢測(cè)(POCT)提供了高效集成平臺(tái)。
大腦微流控芯片:與神經(jīng)元和細(xì)胞間相互作用直接相關(guān)的因素在腦組織功能的情況下起著重要作用。大腦及其組織的研究在很大程度上是復(fù)雜的,這使得諸如培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶之類的2D模型無(wú)效,因?yàn)檫@些系統(tǒng)無(wú)法模擬大腦的實(shí)際生理環(huán)境。為了克服這一局限性,研究人員目前正在研究開發(fā)大腦微流控芯片平臺(tái),可以在先進(jìn)的小型化工程平臺(tái)下研究大腦的生理因素,該平臺(tái)可以通過(guò)多步光刻技術(shù)制備。它通過(guò)制造不同尺寸的微通道進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了對(duì)腦組織的研究。運(yùn)用MEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單分子免疫微流控生物傳感芯片的功能。
微流體的操控的難題:自動(dòng)精確地操控液體流動(dòng)是微流控免疫芯片的主要挑戰(zhàn)之一。目前通常依賴復(fù)雜的通道、閥門、泵、混合器等,通過(guò)控制閥門的開關(guān)實(shí)現(xiàn)多步驟反應(yīng)有序進(jìn)行。盡管各種閥門的尺寸很小,但使閥門有序工作需要龐大的外部泵、連接器和控制設(shè)備,從而阻礙了芯片的集成性、便攜性和自動(dòng)化。為盡可能減少驅(qū)動(dòng)泵等輔助設(shè)備以使系統(tǒng)小型化,Mauk等研究人員結(jié)合層壓、柔韌的“袋”和“膜”結(jié)構(gòu)來(lái)減少或消除用于流體控制的輔助儀器,通過(guò)手指按壓充氣囊或充液囊實(shí)現(xiàn)流體驅(qū)動(dòng)。此外研究人員還嘗試通過(guò)復(fù)雜的多層設(shè)計(jì),更利于控制試劑加載、液體流動(dòng),如Furutani等人開發(fā)了一種6層芯片疊加黏合而成的光盤形微流控設(shè)備,每一層都有其特定功能,如加載孔、儲(chǔ)液池、反應(yīng)腔等,盡可能避免降低敏感性。MEMS 工藝實(shí)現(xiàn)超薄柔性生物電極定制,用于腦機(jī)接口電刺激與電信號(hào)記錄。國(guó)產(chǎn)微流控芯片銷售廠家
深硅刻蝕實(shí)現(xiàn) 500μm 以上深度微流道,適用于高壓流體控制與微反應(yīng)器。多功能微流控芯片廠家
硅片微流道加工在微納器件中的應(yīng)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(jī)械強(qiáng)度與加工精度優(yōu)勢(shì)。公司利用深硅刻蝕(DRIE)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高深寬比(>20:1)微流道加工,深度可達(dá)500μm以上,適用于高壓流體控制、微反應(yīng)器等場(chǎng)景。硅片表面通過(guò)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(gòu)建“芯片實(shí)驗(yàn)室”(Lab-on-a-Chip)系統(tǒng)。例如,在腦機(jī)接口柔性電極芯片中,硅基微流道與鉑銥電極的集成設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)信號(hào)記錄與藥物微灌注的同步功能,其生物相容性通過(guò)表面PEG涂層優(yōu)化,可長(zhǎng)期植入體內(nèi)穩(wěn)定工作。公司還開發(fā)了硅片與PDMS、玻璃的異質(zhì)鍵合技術(shù),解決了不同材料熱膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致的應(yīng)力問(wèn)題,推動(dòng)硅基微流控芯片在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的跨學(xué)科應(yīng)用。多功能微流控芯片廠家