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之一。目前通常依賴復雜的通道、閥門、泵、混合器等,通過控制閥門的開關實現多步驟反應有序進行。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。為盡可能減少驅動泵等輔助設備以使系統小型化,Mauk等研究人員結合層壓、柔韌的“袋”和“膜”結構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流體驅動。此外研究人員還嘗試通過復雜的多層設計,更利于控制試劑加載、液體流動,如Furutani等人開發了一種6層芯片疊加黏合而成的光盤形微流控設備,每一層都有其...
多元化材料微流控芯片定制加工技術解析:微流控芯片的材料選擇直接影響其功能性與適用場景,Bloom-OriginSemiconductor提供基于PDMS軟硅膠、硬質塑料、玻璃、硅片等多種材料的定制加工服務。其中,PDMS憑借良好的生物相容性、透光性及易加工性,成為生物檢測與細胞培養的優先材料,可通過模塑成型實現復雜流道結構。硬質塑料如PMMA、COC等則具備耐化學腐蝕等的優勢,適用于工業檢測與POCT快速診斷設備。玻璃與硅片材料因高硬度、耐高溫及表面惰性,常用于高精度微流道刻蝕與鍵合工藝,滿足生化反應、測序等對表面特性要求嚴苛的場景。公司通過材料特性匹配加工工藝,從材料預處理到鍵合封裝形成...
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、化學穩定性及表面平整性,成為光學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合工藝,在玻璃基板上實現1-200μm深度的微流道加工,配合雙面光刻對準技術,確保流道結構的三維高精度匹配。刻蝕后的玻璃芯片通過高溫鍵合(300-450℃)或陽極鍵合實現密封,鍵合強度可達5MPa以上,耐受高壓流體傳輸(如100kPa壓力下無泄漏)。典型應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行生物分子修飾,用于DNA雜交、蛋白質吸附等反應。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,通過優化刻蝕液配...
微流控芯片的未來發展與公司技術儲備:面對微流控技術向集成化、智能化發展的趨勢,公司持續投入三維多層流道加工、芯片與微納傳感器/執行器的異質集成,以及生物相容性材料創新。在技術儲備方面,已突破10μm以下尺度的納米流道加工(結合電子束光刻與納米壓印),為單分子DNA測序芯片奠定基礎;開發了基于形狀記憶合金的微閥驅動技術,實現芯片內流體的主動控制;儲備了可降解聚合物(如聚乳酸-羥基乙酸共聚物,PLGA)微流控芯片工藝,適用于體內植入式檢測設備。未來,公司將聚焦“芯片實驗室”全集成解決方案,推動微流控技術在個性化醫療、環境監測、食品安全等領域的深度應用,通過持續創新保持在微納加工與生物傳感芯片領域的...
完善、高標準的PDMS芯片生產產線:公司自建的PDMS芯片標準化產線,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,產線可批量生產單分子檢測芯片、液滴生成芯片等產品。例如,液滴芯片通過流聚焦結構生成單分散乳液(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%。質檢環節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,滿足長期細胞培養需求。目前,該產...
目前微流控創新的許多應用都被報道用于惡性tumour的檢測和cure。據報道,apparatus微流控芯片用于研究特定身體(如大腦,肺,心臟,腎臟,腸道和皮膚)的生理過程。值得注意的是,微流控創新在之前的COVID 19大流行形勢中發揮著重要作用,特別是在cure策略和冠狀病毒顆粒分析中,通過與qRT-PCR策略相結合。因此,微流控創新技術已證明它是一種優越的技術。基于這些事實,可以得出結論,微流控芯片在復制生物體的復雜性之前還有很長的路要走。微流控芯片技術用于單細胞分析。中國臺灣微流控芯片之SAW器件利用微流控芯片做infection疾病抗原和抗體檢測:由病原體引起的infection疾病是...
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。硅片微流道加工集成微電極,構建腦機接口柔性電極系統減少手術創傷。西藏微流控芯片性能L-Serie...
柔性電極芯片在腦機接口中的關鍵加工工藝:腦機接口技術對柔性電極的超薄化、生物相容性及信號穩定性提出極高要求。公司利用MEMS薄膜沉積與光刻技術,在聚酰亞胺(PI)或PDMS柔性基板上制備厚度<10μm的金屬電極陣列,電極間距可達20μm,實現對單個神經元電信號的精細記錄。通過濕法刻蝕形成柔性支撐結構,配合邊緣圓潤化處理,將手術植入時的腦組織損傷風險降低60%以上。表面涂層采用聚乙二醇(PEG)與氮化硅復合層,有效抑制蛋白吸附與炎癥反應,使電極壽命延長至6個月以上。典型產品MEA柔性電極已應用于癲癇病灶定位與神經康復設備,其高柔韌性可貼合腦溝回復雜曲面,信號信噪比提升30%,為神經科學研究與臨床...
微流控芯片的常見故障及預防措施:泄漏:微流控芯片中的微通道和閥門等部件容易發生泄漏,應注意密封性和連接的可靠性。堵塞:微流控芯片中的微通道可能會因為微粒或氣泡的堵塞而導致流體無法正常流動,應注意樣品的凈化和操作的規范性。漂移:由于溫度、壓力等原因,微流控芯片中的流體可能會發生漂移,影響實驗結果,應注意溫度和壓力的控制。綜上所述,微流控芯片是一種利用微尺度通道和微流控技術進行流體控制的集成芯片,具有體積小、快速、高效、靈活、低成本等特點。它由主體生物傳感芯片、流體控制模塊、信號采集模塊和外部控制模塊組成,通過控制微閥門、微泵等實現對微流體的精確控制和調節。微流控芯片根據不同的應用領域和功能可分為...
利用微流控芯片做infection疾病抗原和抗體檢測:由病原體引起的infection疾病是一個嚴重的全球公共衛生問題,部分infection疾病具有高傳染性,因此理想的檢測應該具有即時性,使得患者在檢測現場得以確診并接受cure,防止傳染病大規模傳播和暴發。目前一些微流控芯片已經被成功地用于識別病原體分子標志物和infection診斷。Pham等利用金屬納米粒子的信號放大作用,開發一款高敏感性快速檢測瘧疾抗原的微流控芯片,其敏感性接近臨床常規檢測方式。利用微流控芯片高通量性質等,設計的微流控芯片可對多種病毒同時檢測,節省傳染性疾病初始篩查時間并降低成本,此芯片還通過檢測每種病毒的多種抗原來提...
心臟組織微流控芯片(HoC)是一種先進的OoC,它模仿了服用劑型或特定藥物分子后人類心臟的整體生理學。使用該芯片已經觀察到一些不良反應。Mathur等人在2015年證明了動物試驗不足以估計測試藥物分子相對于人體的確切藥代動力學和藥效學。為此,微流控芯片技術在心血管疾病研究,心血管相關藥物開發,心臟毒性分析以及心臟組織再生研究中起著至關重要的作用。Sidorov等人于2016年創建了一個I-wired HoC。他們檢測到心肌收縮,這是通過倒置光學顯微鏡測量的。此外,工程化的3D心臟組織構建體(ECTC)現在能夠在正常和患病條件下復制心臟組織的復雜生理學。圖1C顯示了心臟組織微流控芯片的示意圖,其...
微流控芯片在石英和玻璃的加工中,常常利用不同化學方法對其表面改性,然后可以使用光刻和蝕刻技術將微通道等微結構加工在上面。玻璃材料的加工步驟與硅材料加工稍有差異,主要步驟有:1)在玻璃基片表面鍍一層 Cr,再用甩膠機均勻的覆蓋一層光刻膠;2)利用光刻掩模遮擋,用紫外光照射,光刻膠發生化學反應;3)用顯影法去掉已曝光的光膠,用化學腐蝕的方法在鉻層上腐蝕出與掩模上平面二維圖形一致的圖案;4)用適當的刻蝕劑在基片上刻蝕通道;5)刻蝕結束后,除去光刻膠,打孔后和玻璃蓋片鍵合。標準光刻和濕法刻蝕需要昂貴的儀器和超凈的工作環境,無法實現快速批量生產。微流控分為被動式微流控和主動式微流控。廣東微流控芯片的發展...
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。心臟組織微流控芯片的應用。寧夏微流...
肺組織微流控器官芯片(LoC):這是另一種在微型設備上的人肺的3D工程復雜模型。它基本上構成了人類的肺和血管。該系統可能在很大程度上有助于肺部的生理研究。此外,它還有助于研究肺泡囊中吸收的納米顆粒的特征,并進一步模擬病原體引發的炎癥反應。此外,它可用于測試由環境toxin和氣溶膠產品引起的影響。LoC使研究人員能夠研究apparatus或人體的體外生理作用,因此,它被用于不同肺部疾病醫療方式的戰略實施。在組織設計中,微流控創新通過提供氧氣,營養和血液,在復雜組織的發展方面發揮著重要作用。它為肺細胞開發了一個微環境來研究生理活動。Wyss研究所設計了各種肺部微芯片,以演示典型LoC的工作。這些微...
微流控芯片是微流控技術實現的主要平臺。其裝置特征主要是其容納流體的有效結構(通道、反應室和其它某些功能部件)至少在一個緯度上為微米級尺度。由于微米級的結構,流體在其中顯示和產生了與宏觀尺度不同的特殊性能。因此發展出獨特的分析產生的性能。微流控芯片的特點及發展優勢:微流控芯片具有液體流動可控、消耗試樣和試劑極少、分析速度成十倍上百倍地提高等特點,它可以在幾分鐘甚至更短的時間內進行上百個樣品的同時分析,并且可以在線實現樣品的預處理及分析全過程。微流控分為被動式微流控和主動式微流控。廣東微流控芯片 產業化微流控芯片(microfluidic chip)是當前微全分析系統(Miniaturized T...
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。干濕結合刻蝕技術制備納米級微針,可用于...
ThinXXS公司Thomas Stange博士認為,雖然原型設計價格高且有風險,微制造技術已不再是微流控產品商業化生產的主要障礙。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品QPlate,同時宣稱該產品結合了MEMS硅微處理、微鑄技術以及印制電路板技術。QPlate是與丹麥Sophion Bioscience公司合作開發的,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。在微流控芯片上檢測所需要被檢測的樣本量體積往往只需要微升級別。河北微流控芯片檢測美國圣母...
生物傳感芯片與任何遠程的東西交互存在一定問題,更不用說將具有全功能樣品前處理、檢測和微流控技術都集成在同一基質中。由于微流控技術的微小通道及其所需部件,在設計時所遇到的噴射問題,與大尺度的液相色譜相比,更加困難。上世紀80年代末至90年代末,尤其是在研究生物芯片襯底的材料科學和微通道的流體移動技術得到發展后,微流控技術也取得了較大的進步。為適應時代的需求,現今的研究集中在集成方面,特別是生物傳感器的研究,開發制造具有很強運行能力的多功能芯片。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。湖北微流控芯片檢測系統L-Series包括嚴格的機械平臺,集成了顯微鏡技術、微定...
高標準PDMS微流控芯片產線的批量生產能力:依托自研單分子系列PDMS芯片產線,公司建立了從材料制備到成品質檢的全流程標準化體系。PDMS芯片生產包括硅模制備、預聚體澆筑、固化切割、表面改性及鍵合封裝五大工序,其中關鍵環節如硅模精度控制(±1μm)、表面親疏水修飾(接觸角誤差<5°)均通過自動化設備實現,確保批量產品的一致性。產線配備光學顯微鏡、接觸角測量儀及壓力泄漏測試儀,對芯片流道尺寸、密封性能及表面特性進行100%全檢,良品率穩定在98%以上。典型產品包括單分子免疫檢測芯片、數字ELISA芯片及細胞共培養芯片,單批次產能可達10,000片以上。公司還開發了PDMS與硬質卡殼的復合封裝技術...
硅片微流道加工在微納器件中的應用拓展:硅片作為MEMS工藝的主流材料,在微流控芯片中兼具機械強度與加工精度優勢。公司利用深硅刻蝕(DRIE)技術實現高深寬比(>20:1)微流道加工,深度可達500μm以上,適用于高壓流體控制、微反應器等場景。硅片表面通過熱氧化或氮化處理形成絕緣層,可集成微電極、壓力傳感器等功能單元,構建“芯片實驗室”(Lab-on-a-Chip)系統。例如,在腦機接口柔性電極芯片中,硅基微流道與鉑銥電極的集成設計,實現了神經信號記錄與藥物微灌注的同步功能,其生物相容性通過表面PEG涂層優化,可長期植入體內穩定工作。公司還開發了硅片與PDMS、玻璃的異質鍵合技術,解決了不同材料...
L-Series包括嚴格的機械平臺,集成了顯微鏡技術、微定位和計量學等方法。可應用于芯片電場的微型電位計(Microport)也作為其開發的副產品。L-Series致力于真正的解決微流控設備開發者所遇到的難題:構造芯片系統和提供實用程序,Sartor說:“若是將襯質和芯片粘合在一起,需要經過長期的多次測試,”設計者若想改變流體通道,必須從頭開始。L-Series檢測組使內聯測試和假設分析實驗變得更簡單,測試一個新設計只要交換芯片即可。當前,L-Series設備只能在手動模式下運行,一次一個芯片,但是Cascade 正在考慮開發可平行操作多個芯片的設備。在微流控芯片上檢測所需要被檢測的樣本量體積...
微針電極與組織液提取芯片的創新加工技術:微針電極作為生物檢測與給藥的前沿器件,需兼顧機械強度與生物相容性。公司采用干濕結合刻蝕工藝,在硅或硬質塑料基板上制備直徑10-100μm、高度500-1000μm的微針陣列,針尖曲率半徑控制在5μm以內,確保穿刺過程的低創傷性。針對類***電生理記錄需求,開發了“觸凸”電極結構,在微針頂端集成納米級金屬電極(如金/鉑薄膜),實現對單個細胞電信號的高靈敏度捕獲。同時,微針陣列可用于組織液提取,通過中空結構設計與毛細作用,在30秒內完成微升量級體液采集,避免傳統**的痛苦與***風險。該技術結合表面親疏水修飾,解決了微針堵塞與生物污染問題,已應用于連續血糖監...
安捷倫在微流控技術平臺上的三個主要產品是Agilent 2100、 Bioanalyzer/5100、 Automated Lab-on-a-Chip (后有斯坦福大學Stephen Quake研究小組開發的微流體控制因素大規模地綜合應用和瑞士Spinx Technologies開發的激光控制閥門。澳大利亞墨爾本蒙納士大學的研究者正在開發可在微通道內吸取、混合和濃縮分析樣品的等離子體偏振方法。等離子體不接觸工作流體便可產生“推力”,具有維持流體穩定流動,對電解質溶液不敏感也不受其污染的優點。瑞士蘇黎士聯邦工業大學的David Juncker認為,流體的驅動沒有必要采用這類高新技術,利用簡單的毛...
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之一。目前通常依賴復雜的通道、閥門、泵、混合器等,通過控制閥門的開關實現多步驟反應有序進行。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。為盡可能減少驅動泵等輔助設備以使系統小型化,Mauk等研究人員結合層壓、柔韌的“袋”和“膜”結構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流體驅動。此外研究人員還嘗試通過復雜的多層設計,更利于控制試劑加載、液體流動,如Furutani等人開發了一種6層芯片疊加黏合而成的光盤形微流控設備,每一層都有其...
apparatus(體外組織培養)微流控芯片(OoC)具有幾個優點,即微流控裝置內的隔室增強了對微環境的控制,對物理條件的精確控制以及對不同組織之間通信的有效操縱。它還可以提供營養和氧氣,為apparatus提供生長元素,同時消除分解代謝產物。OoC的應用可能在純粹的表面效應,即藥物產品被吸附到內襯上,其次,層流可能表現出相對較小的混合程度。OoC有不同的類型:例如腦組織微流控芯片、心臟組織微流控芯片、肝組織微流控芯片、腎組織微流控芯片和肺組織微流控芯片。為什么微流控芯片對我們很重要?浙江微流控芯片制作流程大腦微流控芯片:與神經元和細胞間相互作用直接相關的因素在腦組織功能的情況下起著重要作用。...
微流控芯片與傳感器集成的模塊化加工方案:為滿足“芯片即實驗室”的集成化需求,公司提供微流控芯片與傳感器的模塊化加工服務,實現流體控制與信號檢測的一體化設計。在生物傳感芯片中,微流道下游集成電化學傳感器(如碳電極陣列)或光學傳感器(如熒光檢測窗口),通過微閥控制實現樣品進樣、清洗及信號讀取的自動化。例如,POCT血糖儀芯片將血樣引入微流道后,通過酶電極實時檢測葡萄糖氧化反應電流,整個過程在30秒內完成,檢測精度與傳統血糖儀一致,但體積縮小80%。加工過程中,公司解決了傳感器與流道的密封兼容性問題,采用激光焊接與導電膠鍵合技術,確保信號傳輸穩定性與流體零泄漏。該模塊化方案支持定制化功能組合,適用于...
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,也可用于監測抗tumour藥物治療效果。在tumour檢測領域,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備,總檢測時間只需20 min,具有穩定性高、攜帶方便、敏感性高等優點。由于tumour的分子機制復雜,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并區分是否具有侵襲性,以減少患者不必要的活檢和手術。利用微流控芯片做疾病抗原檢測...
對于微流控芯片,必須將材料從微通道中放入和取出,還要從納升級流量的流體中獲得可靠信號。一些研究者建議將微流控技術與“中等流體”結合,——以小型化的方式附加到中等尺寸的設備中,可以濃縮樣品,易于檢測。生物學家還受他們所使用微孔板的幾何限制。Caliper和其他的一些公司正在開發可以將樣品直接從微孔板裝載至芯片的系統,但這種操作很具挑戰性。美國Corning公司Po Ki Yuen博士認為,要說服生產商將生產技術轉移到一個還未證明可以縮減成本的完全不同的平臺,是極其困難的。微流控芯片的特點是什么?遼寧pdms微流控芯片模型生物微流控芯片的設計Choudhary等人設計了多通道微流控灌注平臺,用于培...
微流控芯片對于胰島素的補充檢測:抗胰島素自身抗體是Ⅰ型糖尿病中出現的抗體,但當胰島素被固定在檢測平臺上時,表位結合位點的關鍵三級結構發生改變,故而難以用常規方法檢測,Zhang等在芯片表面噴涂生物相容的支鏈聚乙二醇層,用以保護胰島抗原的天然構象,該芯片可以在低樣本量下同時檢測多個胰島抗原特異性自身抗體,且檢測結果不受全血樣本中復雜背景的影響。也有研究團隊嘗試通過檢測自身抗體以對心血管疾病、慢性疾病作出診斷。Dinter等研究人員將微流體芯片和微珠技術相結合,用以檢測3種心血管疾病相關自身抗體并進行抗體滴度測定。Lin等人設計制造的免疫分析平臺可在45 min內檢測臨床患者血清抗tumour蛋白...
微流控芯片是微流控技術實現的主要平臺。其裝置特征主要是其容納流體的有效結構(通道、反應室和其它某些功能部件)至少在一個緯度上為微米級尺度。由于微米級的結構,流體在其中顯示和產生了與宏觀尺度不同的特殊性能。因此發展出獨特的分析產生的性能。微流控芯片的特點及發展優勢:微流控芯片具有液體流動可控、消耗試樣和試劑極少、分析速度成十倍上百倍地提高等特點,它可以在幾分鐘甚至更短的時間內進行上百個樣品的同時分析,并且可以在線實現樣品的預處理及分析全過程。微米級微流控芯片通過電鏡觀測確保結構精度,適用于液滴分散與單分子分析。江蘇微流控芯片分析儀微流控芯片鍵合工藝的密封性與可靠性優化:鍵合工藝是微流控芯片封裝的...