lab-on-chip 产生的应用目的是实现微全分析系统的目标-芯片实验室,目前工作发展的重点应用领域是生命科学领域。当前(2006)研究现状:创新多集中于分离、检测体系方面;对芯片上如何引入实际样品分析的诸多问题,如样品引入、换样、前处理等有关研究还十分薄弱。它的发展依赖于多学科交叉的发展。目前媒体普遍认为的生物芯片(micro-arrays),如,基因芯片、蛋白质芯片等只是微流量为零的点阵列型杂交芯片,功能非常有限,属于微流控芯片(micro-chip)的特殊类型,微流控芯片具有更广的类型、功能与用途,可以开发出生物计算机、基因与蛋白质测序、质谱和色谱等分析系统,成为系统生物学尤其系统遗传学的极为重要的技术基础。从设计到硬质塑料芯片成型的快速工艺,大幅缩短研发周期与试产成本。湖南微流控芯片设备工程
深硅刻蚀工艺在高深宽比结构中的技术突破:深硅刻蚀(DRIE)是制备高深宽比微流道的主要工艺,公司通过优化Bosch工艺参数,实现了深度100-500μm、宽深比1:10至1:20的微结构加工。刻蚀过程中采用电感耦合等离子体(ICP)源,结合氟基气体(如SF6)与碳基气体(如C4F8)的交替刻蚀与钝化,确保侧壁垂直度>89°,表面粗糙度<50nm。该技术应用于地质勘探模拟芯片时,可精确复制地下岩层的微孔结构,用于油气渗流特性研究;在生化试剂反应腔中,高深宽比流道增加了反应物接触面积,使酶促反应速率提升40%。公司还开发了双面刻蚀与通孔对齐技术,实现三维立体流道网络加工,为微反应器、微换热器等复杂器件提供了关键制造能力,推动MEMS技术在能源、环境等领域的跨学科应用。内蒙古微流控芯片品牌利用微流控芯片对糖尿病做检测。
利用微流控芯片做infection疾病抗原和抗体检测:由病原体引起的infection疾病是一个严重的全球公共卫生问题,部分infection疾病具有高传染性,因此理想的检测应该具有即时性,使得患者在检测现场得以确诊并接受cure,防止传染病大规模传播和暴发。目前一些微流控芯片已经被成功地用于识别病原体分子标志物和infection诊断。Pham等利用金属纳米粒子的信号放大作用,开发一款高敏感性快速检测疟疾抗原的微流控芯片,其敏感性接近临床常规检测方式。利用微流控芯片高通量性质等,设计的微流控芯片可对多种病毒同时检测,节省传染性疾病初始筛查时间并降低成本,此芯片还通过检测每种病毒的多种抗原来提高检测敏感性和特异性。
微流控芯片的原理:微流控芯片基于微流体力学原理,通过对微尺度通道内流体的操控,实现对微小流体的混合、分离、传输和操控。微流控芯片的操作通常通过控制微阀门、微泵等来调节流体的压力、流速和流量,从而实现对微流体的控制。
微流控芯片的分类:微流控芯片可以根据不同的应用领域和功能进行分类,常见的分类包括:生物传感芯片-用于生物医学研究、生物分析和生物检测等领域,如细胞培养芯片、DNA分析芯片等。化学芯片:用于化学分析、化学合成和药物筛选等领域,如微反应器芯片、分析芯片等。环境芯片:用于环境监测和污染物检测等领域,如水质监测芯片、气体传感器芯片等。 微流控芯片的前景是什么?
微流控芯片,这个会通过检测血清中infection疾病的特异性抗体,有助于调查人群中疾病流行情况、监测疾病的传播的情况,并确定infected患者。研究人员开发一种高通量的微流控荧光免疫芯片,可以同时检测50份血清样本中多种COVID 19抗体,在COVID 19的前两周内,该方法的敏感度为95%、特异度为91%,对有症状患者,确诊率为100%。Dixon等推出一款用于检测风疹病毒IgG的数字微流控诊断平台,无需样品预处理且所有后续步骤都由平台自动进行。梯度涂层设计实现微流控芯片内细胞定向迁移,用于一些研究。浙江微流控芯片代加工
热压印工艺实现硬质塑料微结构快速成型,降低小批量生产周期与成本。湖南微流控芯片设备工程
大脑微流控芯片:与神经元和细胞间相互作用直接相关的因素在脑组织功能的情况下起着重要作用。大脑及其组织的研究在很大程度上是复杂的,这使得诸如培养皿或培养瓶之类的2D模型无效,因为这些系统无法模拟大脑的实际生理环境。为了克服这一局限性,研究人员目前正在研究开发大脑微流控芯片平台,可以在先进的小型化工程平台下研究大脑的生理因素,该平台可以通过多步光刻技术制备。它通过制造不同尺寸的微通道进一步实现了对脑组织的研究。湖南微流控芯片设备工程