微流控芯片的硅質材料加工工藝:是在硅材料的加工中,光刻(lithography)和濕法刻蝕(wetetching)技術是2種常規工藝。由于硅材料具有良好的光潔度和很成熟的加工工藝,主要用于加工微泵、微閥等液流驅動和控制器件,或者在熱壓法和模塑法中作為高分子聚合物材料加工的陽模。光刻是用光膠、掩模和紫外光進行微制造。光刻和濕法蝕刻技術通常由薄膜沉淀、光刻、刻蝕3個工序組成。在薄膜表面用甩膠機均勻地附上一層光膠。然后將掩模上的圖像轉移到光膠層上,此步驟首先在基片上覆蓋一層薄膜,為光刻。再將光刻上的圖像,轉移到薄膜,并在基片上加工一定深度的微結構,此步驟完成了蝕刻。腎組織臟微流控芯片的應用。山東微流控技術和微流控芯片
在過去的30年中,微流控芯片已經成為cancer therapy領域診斷和cure的重要工具。可以在微流控芯片上進行各種類型的細胞和組織培養,包括2D細胞培養、3D細胞培養和組織類apparatus培養。患者來源的cancer和組織以可見、可控和高通量的方式在微流控芯片上培養,這推進了個性化醫療的過程。此外,由于可定制的性質,微流控芯片的功能正在擴展。此外,已經發現它是較為方便快捷的,因為它能夠處理少量樣品,例如來自患者活組織檢查的細胞,提供高水平的自動化,并允許建立用于cancer研究的復雜模型。在開發用于cure診斷用途的微流控芯片方面做出了各種努力。廣東微流控芯片制備微流控芯片的基本實現方式有:MEMS微納米加工技術、光刻、飛秒激光直寫、LIGA、注塑、刻蝕等等;
基于微流控芯片的鏈式聚合反應(PCR)更進一步的產品是可集成樣品前處理的基因鑒定方法之一。由于具有高度重復和低消耗樣品或試劑的特性,這種自動化和半自動化的微流控芯片在早期的藥物研發中,得到了廣泛應用。Caliper的商業模式是將芯片看作是與昂貴的電子學和光學儀器相連接的一個消費品,目前,已被許多公司采用。每個芯片完成一天的實驗運作的成本費用大概是5美元,而高通量的應用成本是幾百到幾千美元,但預計可以重復循環使用幾百或幾千次,以一次分析包括時間和試劑的成本計算在內,芯片的成本與一般實驗室分析成本相當。
皮膚微流控芯片(SoC):SoC是一種生物工程模型,其中皮膚組織在微流控系統內培養,其足以模擬天然人類皮膚的3D微環境。為了制造微型化的SoC模型,將人體皮膚組織整合到微流控平臺上,以便它可以模擬人體皮膚的體內條件。傳統的2D模型無法重建體內發現的多重3D細胞間和細胞間相互作用。然而,這可以在3DSoC模型的幫助下進行研究。表皮和真皮層,Lee等人使用3D生物打印的角質形成細胞和成纖維細胞來創建人體皮膚組織。該系統通常主要有三層:底層,中間層和上層。下層包含微血管通道。多孔膜位于中間/中間層,將上層和下層分開,而上層包括培養室和側向氣動通道。SoC的基本設置如圖所示。微血管通道為內皮單層的形成提供了機械支持。微流控芯片通過設計可以呈現多流道的形式。
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、激光刻蝕法和軟光刻等。模塑法是先利用半導體/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構的基片,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,不需要高技術設備,是大量生產廉價芯片的方法。熱壓法也需要事先獲得適當的陽模。單分子免疫微流控生物芯片是微流控技術在超高靈敏度生物檢測領域的一大應用。天津微流控芯片結構
單分子免疫芯片是微流控技術在超高靈敏度生物檢測領域的一大應用。山東微流控技術和微流控芯片
特定設計芯片的批量生產也降低了其成本。Caliper的旗艦產品是LabChip 3000新藥研發系統,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。據Caliper宣稱,75 %的主要制藥和生物技術公司都在使用LabChip 3000系統。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議,該項合作于1998年開始,安捷倫作為一個儀器生產商的實力,結合其在噴墨墨盒的經驗,在微流控技術尚未成熟時,就對微流體市場做出了獨特的預見,除了采用MEMS微納米加工技術外,采用噴墨打印是目前為止微流控技術應用很多的產品路徑之一。山東微流控技術和微流控芯片