L-Series包括嚴(yán)格的機(jī)械平臺,集成了顯微鏡技術(shù)、微定位和計量學(xué)等方法。可應(yīng)用于芯片電場的微型電位計(Microport)也作為其開發(fā)的副產(chǎn)品。L-Series致力于真正的解決微流控設(shè)備開發(fā)者所遇到的難題:構(gòu)造芯片系統(tǒng)和提供實(shí)用程序,Sartor說:“若是將襯質(zhì)和芯片粘合在一起,需要經(jīng)過長期的多次測試,”設(shè)計者若想改變流體通道,必須從頭開始。L-Series檢測組使內(nèi)聯(lián)測試和假設(shè)分析實(shí)驗(yàn)變得更簡單,測試一個新設(shè)計只要交換芯片即可。當(dāng)前,L-Series設(shè)備只能在手動模式下運(yùn)行,一次一個芯片,但是Cascade 正在考慮開發(fā)可平行操作多個芯片的設(shè)備。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。廣東微流控芯片模型設(shè)計
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(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(shí)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。北京微流控芯片材料區(qū)別單分子級 PDMS 芯片產(chǎn)線通過超凈加工,提升檢測靈敏度至單分子級別。
安捷倫已有一些儀器使用趨向于具有更多可用性方面的經(jīng)驗(yàn),并將這些經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到了微流體技術(shù)開發(fā)上。微流體和生物傳感器的項(xiàng)目經(jīng)理Kevin Killeen博士在接受采訪時說,安捷倫的目標(biāo)是為終端使用者解除負(fù)擔(dān),“由適宜的儀器產(chǎn)品組裝成的系統(tǒng)可以讓非專業(yè)人士操縱專業(yè)設(shè)備”。微流體技術(shù)也需要適時表現(xiàn)出其自身的實(shí)用性和可靠性,例如,納米級電噴霧質(zhì)譜分析(nano-electrospray MS)不必考慮其頂端的閉合及邊帶的加寬,Killeen補(bǔ)充道:“對于生物學(xué)家來說,微流控技術(shù)的價值就在于此?!?/p>
微米級尺度微流控芯片的精密加工與應(yīng)用:在0.5-5μm微米級尺度微流控芯片加工領(lǐng)域,公司依托MEMS光刻、深硅刻蝕及納米壓印等技術(shù),實(shí)現(xiàn)亞微米級精度的微流道、微孔陣列及三維結(jié)構(gòu)制造。電鏡下可見的精細(xì)流道網(wǎng)絡(luò),其寬度誤差可控制在±50nm以內(nèi),適用于單分子檢測、液滴生成等超高精度場景。例如,在單分子免疫檢測芯片中,微米級微孔陣列可實(shí)現(xiàn)單個生物分子的捕獲與熒光信號放大,檢測靈敏度較傳統(tǒng)方法提升10倍以上。該尺度芯片的加工難點(diǎn)在于材料刻蝕均勻性與表面粗糙度控制,公司通過干濕結(jié)合刻蝕工藝與表面化學(xué)修飾技術(shù),解決了高深寬比結(jié)構(gòu)(如10:1以上)的加工瓶頸,成功應(yīng)用于外泌體分選、循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲等前沿生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,為精細(xì)醫(yī)療提供器件支撐。微流控芯片技術(shù)用于液體活檢。
微流控芯片,這個會通過檢測血清中infection疾病的特異性抗體,有助于調(diào)查人群中疾病流行情況、監(jiān)測疾病的傳播的情況,并確定infected患者。研究人員開發(fā)一種高通量的微流控?zé)晒饷庖咝酒?,可以同時檢測50份血清樣本中多種COVID 19抗體,在COVID 19的前兩周內(nèi),該方法的敏感度為95%、特異度為91%,對有癥狀患者,確診率為100%。Dixon等推出一款用于檢測風(fēng)疹病毒IgG的數(shù)字微流控診斷平臺,無需樣品預(yù)處理且所有后續(xù)步驟都由平臺自動進(jìn)行。微流控芯片的流體驅(qū)動與檢測。浙江微流控芯片的特點(diǎn)
微流控芯片的主流加工方法。廣東微流控芯片模型設(shè)計
玻璃基微流控芯片的精密刻蝕與鍵合工藝:玻璃因其高透光性、化學(xué)穩(wěn)定性及表面平整性,成為光學(xué)檢測類微流控芯片的理想材料。公司采用濕法刻蝕與干法刻蝕結(jié)合工藝,在玻璃基板上實(shí)現(xiàn)1-200μm深度的微流道加工,配合雙面光刻對準(zhǔn)技術(shù),確保流道結(jié)構(gòu)的三維高精度匹配。刻蝕后的玻璃芯片通過高溫鍵合(300-450℃)或陽極鍵合實(shí)現(xiàn)密封,鍵合強(qiáng)度可達(dá)5MPa以上,耐受高壓流體傳輸(如100kPa壓力下無泄漏)。典型應(yīng)用包括熒光顯微成像芯片、拉曼光譜檢測芯片,其光滑的玻璃表面可直接進(jìn)行生物分子修飾,用于DNA雜交、蛋白質(zhì)吸附等反應(yīng)。公司在玻璃芯片加工中攻克了大尺寸基板(如4英寸晶圓)的均勻刻蝕難題,通過優(yōu)化刻蝕液配比與等離子體參數(shù),將流道深度誤差控制在±2%以內(nèi),滿足前端科研與工業(yè)檢測對芯片一致性的嚴(yán)苛要求。廣東微流控芯片模型設(shè)計