微流控芯片在石英和玻璃的加工中,常常利用不同化學(xué)方法對其表面改性,然后可以使用光刻和蝕刻技術(shù)將微通道等微結(jié)構(gòu)加工在上面。玻璃材料的加工步驟與硅材料加工稍有差異,主要步驟有:1)在玻璃基片表面鍍一層 Cr,再用甩膠機均勻的覆蓋一層光刻膠;2)利用光刻掩模遮擋,用紫外光照射,光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng);3)用顯影法去掉已曝光的光膠,用化學(xué)腐蝕的方法在鉻層上腐蝕出與掩模上平面二維圖形一致的圖案;4)用適當?shù)目涛g劑在基片上刻蝕通道;5)刻蝕結(jié)束后,除去光刻膠,打孔后和玻璃蓋片鍵合。標準光刻和濕法刻蝕需要昂貴的儀器和超凈的工作環(huán)境,無法實現(xiàn)快速批量生產(chǎn)。微流控芯片材料多樣,PDMS 軟硅膠適用于生物相容性場景,玻璃適合高透檢測。江蘇微流控芯片系統(tǒng)
微流控分析芯片當初只是作為納米技術(shù)的一個補充,在經(jīng)歷了大肆宣傳及冷落的不同時期后,卻實現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。微流控分析芯片在美國被稱為“芯片實驗室”(lab-on-a-chip),在歐洲被稱為“微整合分析芯片”(micrototal analytical systems),隨著材料科學(xué)、微納米加工技術(shù)(MEMS)和微電子學(xué)所取得的突破性進展,微流控芯片也得到了迅速發(fā)展,但還是遠不及“摩爾定律”所預(yù)測的半導(dǎo)體發(fā)展速度。現(xiàn)在阻礙微流控技術(shù)發(fā)展的瓶頸仍然是早期限制其發(fā)展的制造加工和應(yīng)用方面的問題。山西微流控芯片 公司完善 PDMS 芯片產(chǎn)線覆蓋來料加工、生產(chǎn)、質(zhì)檢,支持高標準批量交付。
通過微流控芯片檢測,有助于改進診斷性能、發(fā)現(xiàn)尚未被識別的致病性自身抗體。隨著微流控免疫芯片的推廣,自身抗體檢測成為微流控免疫芯片的重要研究方向之一。此類芯片的設(shè)計不同于其他免疫芯片,用于自身抗體檢測的微流控芯片須將自身抗原固定在芯片表面。Matsudaira等人通過光活性劑將自身抗原共價固定在聚酯平板上,利用光照射誘導(dǎo)自由基反應(yīng)實現(xiàn)固定,不需要自身抗原的特定官能團。Ortiz等人將3種自身抗體通過羧基端硫醇化而固定在聚酯表面,用于檢測乳糜瀉特異性自身抗體,該微流控芯片的敏感性接近商品化酶聯(lián)免疫吸附試驗試劑盒。
微流控芯片技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的新興工具。微流控芯片具有在不同材料(玻璃,硅或聚合物,如聚二甲基硅氧烷或PDMS,聚甲基丙烯酸甲酯或PMMA)上的一組凹槽或微通道。形成微流控芯片的微通道彼此互連以獲得期望的結(jié)果。微流控芯片中的微通道的組織通過穿透芯片的輸入和輸出與外部相關(guān)聯(lián),作為宏觀和微觀世界之間的界面。在泵和芯片的幫助下,微流控芯片有助于確定微流控的行為變化。芯片內(nèi)部有微流控通道,可以處理流體。微流控芯片具有許多優(yōu)點,包括較少的時間和試劑利用率,除此之外,它還可以同時執(zhí)行許多操作。芯片的微型尺寸隨著表面積的增加而加快反應(yīng)。在接下來的文章中,我們著重討論各種微流控芯片的設(shè)計及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。腎組織臟微流控芯片的應(yīng)用。
微流控芯片小批量生產(chǎn)的成本優(yōu)化策略:針對研發(fā)階段與中小批量訂單需求,公司構(gòu)建了“快速原型-工藝優(yōu)化-小批量試產(chǎn)”的全流程成本控制體系。在快速原型階段,采用3D打印硅模(成本較傳統(tǒng)光刻降低60%)與手工鍵合,7個工作日內(nèi)交付首版樣品;工藝優(yōu)化階段通過DOE(實驗設(shè)計)篩選比較好加工參數(shù),將材料利用率提升至90%以上;小批量生產(chǎn)(100-10,000片)時,利用共享模具與標準化封裝流程,較傳統(tǒng)批量工藝降低40%的單芯片成本。例如,某科研團隊定制的500片細胞分選芯片,通過該策略將單價控制在大規(guī)模量產(chǎn)的70%,同時保持±1%的流道尺寸精度。公司還提供階梯式定價與工藝路線建議,幫助客戶在保證性能的前提下實現(xiàn)成本比較好化,尤其適合初創(chuàng)企業(yè)與高??蒲许椖康钠骷_發(fā)需求。腸道微流控芯片的應(yīng)用。北京微流控芯片原理
微流控芯片定制方案。江蘇微流控芯片系統(tǒng)
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等人研究了當人類GoC被腸道微生物群落占據(jù)時腸道的蠕動運動。通過對齊兩個微通道(上部和下部)來設(shè)計微型器件,該微通道雕刻在PDMS層上,該PDMS是通過基于MEMS的微納米制造工藝制作的模板翻模制備而來,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運動,即流體流速。江蘇微流控芯片系統(tǒng)