微流控芯片的組成:微流控芯片由主體芯片、流體控制模塊、信號采集模塊和外部控制模塊組成。主體芯片是一個微通道網(wǎng)絡(luò),由微流道、微閥門、微泵等構(gòu)成;流體控制模塊負責流體的輸入、輸出和控制;信號采集模塊用于采集傳感器的信號;外部控制模塊用于控制芯片的操作。微流控芯片的特點:尺寸小:微流控芯片的尺寸通常為毫米級或更小,體積小巧,便于集成和攜帶??焖俑咝В何⒘骺匦酒軌?qū)崿F(xiàn)快速混合、傳輸和分離微流體,反應(yīng)速度快,效率高。靈活可控:微流控芯片可以通過控制微閥門、微泵等實現(xiàn)對微流體的精確控制和調(diào)節(jié)。低成本:與傳統(tǒng)的實驗室設(shè)備相比,微流控芯片具有成本低廉的優(yōu)勢,節(jié)省了實驗室的成本和資源。微流控技術(shù)能夠把樣本檢測整個過程集中在幾厘米的芯片上。天津紙基微流控芯片
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。新型微流控芯片加工服務(wù)表面親疏水涂層調(diào)控接觸角,優(yōu)化微流道內(nèi)流體傳輸與反應(yīng)效率。
完善、高標準的PDMS芯片生產(chǎn)產(chǎn)線:公司自建的PDMS芯片標準化產(chǎn)線,采用全自動混膠、真空脫泡與高溫固化工藝,確保芯片力學(xué)性能(彈性模量1-3MPa)與透光率(>92%)的高度一致性。通過精密模具(公差±2μm)與等離子體親水化處理,產(chǎn)線可批量生產(chǎn)單分子檢測芯片、液滴生成芯片等產(chǎn)品。例如,液滴芯片通過流聚焦結(jié)構(gòu)生成單分散乳液(粒徑CV<2%),通量達20,000滴/秒,用于單細胞測序時捕獲效率超98%。質(zhì)檢環(huán)節(jié)引入微流控性能測試平臺,通過熒光粒子追蹤與壓力-流量曲線分析,確保流速偏差<3%。產(chǎn)線還可定制表面改性方案,如二氧化硅涂層使PDMS親水性維持30天以上,滿足長期細胞培養(yǎng)需求。目前,該產(chǎn)線已為多家IVD企業(yè)提供核酸快檢芯片,30分鐘出結(jié)果,靈敏度達99%,成為基層醫(yī)療的可靠工具。
利用微流控芯片對tumour標志物檢測:通過檢測tumour特異性生物標志物含量可以在早期得知患病信息,也可用于監(jiān)測抗tumour藥物治療效果。在tumour檢測領(lǐng)域,Regiart等研制一種用于tumour生物標志物檢測的超敏感便攜式微流控設(shè)備,總檢測時間只需20 min,具有穩(wěn)定性高、攜帶方便、敏感性高等優(yōu)點。由于tumour的分子機制復(fù)雜,不能依靠單一生物標志物來診斷,同時測定一組生物標志物可顯著提高診斷的特異性和準確性。Jones等人設(shè)計了一款可同時檢測8種標志物的微流控免疫芯片,用于診斷前列腺cancer并區(qū)分是否具有侵襲性,以減少患者不必要的活檢和手術(shù)。POCT 微流控芯片通過集成設(shè)計,實現(xiàn)無泵閥自動化樣本處理與快速檢測。
美國圣母大學(xué)(University of Notre Dame)的Hsueh-Chia Chang博士與微生物學(xué)家和免疫檢測professor合作研究,提高了微流控分析設(shè)備檢測細胞和生物分子的速度和靈敏性。同時,Chang對交流電動電學(xué)進行了改善,因為他認為交流電(AC)可作為選擇平臺,驅(qū)動流體通過用于醫(yī)學(xué)和研究的微流控分析儀。微流控分析儀的驅(qū)動機制是常規(guī)的直流電動電學(xué),但是使用時容易產(chǎn)生氣泡并引起物質(zhì)在電極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的缺點限制了直流電的應(yīng)用,此外,為保證其對流量的精確控制,直流電極必須放置在儲液池中,不能直接連接在電路中。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。廣西微流控芯片哪里買
支持 0.5-5μm 微米級尺度微流控芯片加工,滿足單分子檢測等高精需求。天津紙基微流控芯片
lab-on-chip 產(chǎn)生的應(yīng)用目的是實現(xiàn)微全分析系統(tǒng)的目標-芯片實驗室,目前工作發(fā)展的重點應(yīng)用領(lǐng)域是生命科學(xué)領(lǐng)域。當前(2006)研究現(xiàn)狀:創(chuàng)新多集中于分離、檢測體系方面;對芯片上如何引入實際樣品分析的諸多問題,如樣品引入、換樣、前處理等有關(guān)研究還十分薄弱。它的發(fā)展依賴于多學(xué)科交叉的發(fā)展。目前媒體普遍認為的生物芯片(micro-arrays),如,基因芯片、蛋白質(zhì)芯片等只是微流量為零的點陣列型雜交芯片,功能非常有限,屬于微流控芯片(micro-chip)的特殊類型,微流控芯片具有更廣的類型、功能與用途,可以開發(fā)出生物計算機、基因與蛋白質(zhì)測序、質(zhì)譜和色譜等分析系統(tǒng),成為系統(tǒng)生物學(xué)尤其系統(tǒng)遺傳學(xué)的極為重要的技術(shù)基礎(chǔ)。天津紙基微流控芯片