lab-on-chip 產(chǎn)生的應(yīng)用目的是實(shí)現(xiàn)微全分析系統(tǒng)的目標(biāo)-芯片實(shí)驗(yàn)室,目前工作發(fā)展的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域是生命科學(xué)領(lǐng)域,。當(dāng)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(shí)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(rèn)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(diǎn)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(jì)算機(jī),、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),。微流控芯片的流體驅(qū)動(dòng)與檢測。甘肅微流控芯片之聲表面波器件加工
柔性電極芯片在腦機(jī)接口中的關(guān)鍵加工工藝:腦機(jī)接口技術(shù)對柔性電極的超薄化、生物相容性及信號(hào)穩(wěn)定性提出極高要求,。公司利用MEMS薄膜沉積與光刻技術(shù),,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(dá)20μm,,實(shí)現(xiàn)對單個(gè)神經(jīng)元電信號(hào)的精細(xì)記錄,。通過濕法刻蝕形成柔性支撐結(jié)構(gòu),配合邊緣圓潤化處理,,將手術(shù)植入時(shí)的腦組織損傷風(fēng)險(xiǎn)降低60%以上,。表面涂層采用聚乙二醇(PEG)與氮化硅復(fù)合層,有效抑制蛋白吸附與炎癥反應(yīng),,使電極壽命延長至6個(gè)月以上,。典型產(chǎn)品MEA柔性電極已應(yīng)用于癲癇病灶定位與神經(jīng)康復(fù)設(shè)備,其高柔韌性可貼合腦溝回復(fù)雜曲面,,信號(hào)信噪比提升30%,,為神經(jīng)科學(xué)研究與臨床醫(yī)治提供了突破性解決方案。中國臺(tái)灣微流控芯片性價(jià)比微流控芯片的發(fā)展歷史,。
硅片微流道加工在微納器件中的應(yīng)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(jī)械強(qiáng)度與加工精度優(yōu)勢。公司利用深硅刻蝕(DRIE)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高深寬比(>20:1)微流道加工,,深度可達(dá)500μm以上,,適用于高壓流體控制、微反應(yīng)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(gòu)建“芯片實(shí)驗(yàn)室”(Lab-on-a-Chip)系統(tǒng),。例如,在腦機(jī)接口柔性電極芯片中,,硅基微流道與鉑銥電極的集成設(shè)計(jì),,實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)信號(hào)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(yōu)化,,可長期植入體內(nèi)穩(wěn)定工作,。公司還開發(fā)了硅片與PDMS、玻璃的異質(zhì)鍵合技術(shù),,解決了不同材料熱膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致的應(yīng)力問題,,推動(dòng)硅基微流控芯片在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的跨學(xué)科應(yīng)用,。
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(hào)采集模塊和外部控制模塊組成。主體芯片是一個(gè)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(fù)責(zé)流體的輸入,、輸出和控制;信號(hào)采集模塊用于采集傳感器的信號(hào),;外部控制模塊用于控制芯片的操作,。微流控芯片的特點(diǎn):尺寸小:微流控芯片的尺寸通常為毫米級(jí)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的成本和資源,。顯微鏡與電鏡測量確保微流道精度,支撐高精度生物芯片開發(fā)與生產(chǎn),。
微流控芯片反應(yīng)信號(hào)的收集和分析的難題:由于反應(yīng)體系較小,,故而只產(chǎn)生較低的信號(hào)強(qiáng)度,如何收集并分析芯片中產(chǎn)生的信號(hào),,是微流控芯片研究的另一項(xiàng)重點(diǎn),,因此,微流控芯片大多需要龐大的信號(hào)讀取和分析設(shè)備,。近年來便攜性,、自動(dòng)化、敏感的新型微流控芯片讀取設(shè)備受到科研人員關(guān)注,。Hu等設(shè)計(jì)和制造的自動(dòng)化微流控芯片檢測儀器,,體積小,功能完善,,能夠自動(dòng)連接微流控芯片壓力出口和蠕動(dòng)泵的負(fù)壓連接器,,精確地操控微量液體,,并通過內(nèi)置檢測和分析模塊,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,、可重復(fù)的快速免疫分析,。此外一些團(tuán)隊(duì)已設(shè)計(jì)出體積更小的手持式設(shè)備用于定量測量反應(yīng)信號(hào)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(jí)別。廣東微流控芯片誠信合作
利用微流控芯片對糖尿病做檢測,。甘肅微流控芯片之聲表面波器件加工
標(biāo)準(zhǔn)化PDMS芯片產(chǎn)線:公司自建的PDMS芯片產(chǎn)線采用全自動(dòng)化模塑工藝,,涵蓋原料混煉、真空脫泡,、高溫固化(80℃/2 h)及等離子親水化處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié),。產(chǎn)線配備高精度模具(公差±2 μm)與光學(xué)檢測系統(tǒng),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(CV<3%),,通量達(dá)10,000滴/秒,,用于單細(xì)胞RNA測序時(shí),細(xì)胞捕獲效率超過95%,。此外,,PDMS芯片的表面改性技術(shù)(如二氧化硅涂層)可降低生物污染,在長期細(xì)胞培養(yǎng)中保持表面親水性超過30天,。該產(chǎn)線已為多家IVD企業(yè)提供定制化服務(wù),,例如開發(fā)的核酸快檢芯片,將樣本到結(jié)果的時(shí)間縮短至30分鐘,,靈敏度達(dá)98%,,成為基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的主要檢測工具。甘肅微流控芯片之聲表面波器件加工