微流體的操控的難題:自動精確地操控液體流動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,通過控制閥門的開關(guān)實現(xiàn)多步驟反應(yīng)有序進行。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、便攜性和自動化。為盡可能減少驅(qū)動泵等輔助設(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)來減少或消除用于流體控制的輔助儀器,通過手指按壓充氣囊或充液囊實現(xiàn)流體驅(qū)動。此外研究人員還嘗試通過復(fù)雜的多層設(shè)計,更利于控制試劑加載、液體流動,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、儲液池、反應(yīng)腔等,盡可能避免降低敏感性。微流控芯片的發(fā)展歷史。河北微流控芯片廠家
ThinXXS公司Thomas Stange博士認為,雖然原型設(shè)計價格高且有風險,微制造技術(shù)已不再是微流控產(chǎn)品商業(yè)化生產(chǎn)的主要障礙。對于他們公司所操縱的高價藥品測試和診斷市場,校準和工藝慣性才是主要的障礙。ThinXXS于6月推出了一款新的微芯片產(chǎn)品QPlate,同時宣稱該產(chǎn)品結(jié)合了MEMS硅微處理、微鑄技術(shù)以及印制電路板技術(shù)。QPlate是與丹麥Sophion Bioscience公司合作開發(fā)的,是QPatch-16 system的組成部分,QPatch-16 system可平行的測量16個細胞離子通道。重慶微流控芯片制作流程克服微流控芯片所遇到的難題。
特定設(shè)計芯片的批量生產(chǎn)也降低了其成本。Caliper的旗艦產(chǎn)品是LabChip 3000新藥研發(fā)系統(tǒng),其微流體成分分析可以達到10萬個樣品,還有用于高通量基因和蛋白分析的LabChip 90 電泳系統(tǒng)。據(jù)Caliper宣稱,75 %的主要制藥和生物技術(shù)公司都在使用LabChip 3000系統(tǒng)。美國加州的安捷倫科技公司曾與Caliper科技公司簽署正式合作協(xié)議,該項合作于1998年開始,安捷倫作為一個儀器生產(chǎn)商的實力,結(jié)合其在噴墨墨盒的經(jīng)驗,在微流控技術(shù)尚未成熟時,就對微流體市場做出了獨特的預(yù)見,除了采用MEMS微納米加工技術(shù)外,采用噴墨打印是目前為止微流控技術(shù)應(yīng)用很多的產(chǎn)品路徑之一。
公司獨特的MEMS多重轉(zhuǎn)印工藝:將硅母模上的微結(jié)構(gòu)通過紫外固化膠轉(zhuǎn)印至硬質(zhì)塑料,可在10個工作日內(nèi)完成從設(shè)計到成品的全流程開發(fā)。以器官芯片為例,通過該工藝制造的PMMA多層芯片,集成血管內(nèi)皮屏障與組織隔室,可模擬肺、肝等的生理功能,用于藥物毒性評估時,數(shù)據(jù)一致性較傳統(tǒng)細胞實驗提升80%。此外,PDMS芯片憑借優(yōu)異的氣體滲透性(O?擴散系數(shù)達3×10??cm2/s),廣泛應(yīng)用于氣體傳感領(lǐng)域,其標準化產(chǎn)線可實現(xiàn)月產(chǎn)10,000片的高效交付。
微流控芯片的主流加工方法。
美國Caliper Life Sciences公司Andrea Chow博士認為,微流控技術(shù)的成功取決于技術(shù)上的跨界聯(lián)合、技術(shù)和應(yīng)用,這三個因素是相關(guān)的。他說:“為形成聯(lián)合,我們嘗試了所有可能達到一定復(fù)雜性水平的應(yīng)用。從長遠且嚴密的角度來對其進行改進,我們發(fā)現(xiàn)了很多無需經(jīng)過復(fù)雜的集成卻有較高使用價值的應(yīng)用,如機械閥和微電動機械系統(tǒng)(MEMS)。改進的微流控技術(shù),一般用于蛋白或基因電泳,常常可取代聚丙烯酰胺凝膠電泳。進一步開發(fā)的微流控芯片可用于酶和細胞的檢測,在開發(fā)新prescription面很有用。微流控芯片的流體驅(qū)動與檢測。江蘇微流控芯片設(shè)計
深硅刻蝕實現(xiàn) 500μm 以上深度微流道,適用于高壓流體控制與微反應(yīng)器。河北微流控芯片廠家
高聚物材料加工工藝:是以高聚物材料為基片加工微流控芯片的方法主要有:模塑法、熱壓法、LIGA技術(shù)、激光刻蝕法和軟光刻等。模塑法是先利用半導(dǎo)體/MEMS光刻和蝕刻的方法制作出通道部分突起的陽模,然后在陽模上澆注液體的高分子材料,將固化后的高分子材料與陽模剝離后就得到了具有微結(jié)構(gòu)的基片,之后與蓋片(多為玻璃)封接后就制得高聚物微流控芯片。這一方法簡單易行,不需要高技術(shù)設(shè)備,是大量生產(chǎn)廉價芯片的方法。熱壓法也需要事先獲得適當?shù)年柲?。河北微流控芯片廠家