微流控芯片技術是生物醫學應用領域的新興工具。微流控芯片具有在不同材料(玻璃,硅或聚合物,如聚二甲基硅氧烷或PDMS,聚甲基丙烯酸甲酯或PMMA)上的一組凹槽或微通道。形成微流控芯片的微通道彼此互連以獲得期望的結果。微流控芯片中的微通道的組織通過穿透芯片的輸入和輸出與外部相關聯,作為宏觀和微觀世界之間的界面。在泵和芯片的幫助下,微流控芯片有助于確定微流控的行為變化。芯片內部有微流控通道,可以處理流體。微流控芯片具有許多優點,包括較少的時間和試劑利用率,除此之外,它還可以同時執行許多操作。芯片的微型尺寸隨著表面積的增加而加快反應。在接下來的文章中,我們著重討論各種微流控芯片的設計及其生物醫學應用。硅基微流道鍵合微電極,為神經調控芯片提供穩定信號傳輸與生物相容性。中國香港微流控芯片的特點
腸道微流控芯片(GoC):GoC系統模仿人類腸道的生理學。它解釋了腸道的主要功能,即消化、營養物質的吸收、腸神經的調節、體內廢物的排泄、以及伴隨微生物共生體的人體腸道的病理生理學。GoC模型主要用于精確復制具有所需微流控參數的腸道體內環境。Kim等人研究了當人類GoC被腸道微生物群落占據時腸道的蠕動運動。通過對齊兩個微通道(上部和下部)來設計微型器件,該微通道雕刻在PDMS層上,該PDMS是通過基于MEMS的微納米制造工藝制作的模板翻模制備而來,且PDMS層由涂有ECM的多孔柔性膜隔開。如圖所示,該裝置被模仿人類腸道生理學的人腸上皮細胞包裹。這樣的系統可以模擬人類腸道在某些特定因素下的蠕動運動,即流體流速。特殊微流控芯片利用微流控芯片做疾病抗原檢測。
美國Caliper Life Sciences公司Andrea Chow博士認為,微流控技術的成功取決于技術上的跨界聯合、技術和應用,這三個因素是相關的。他說:“為形成聯合,我們嘗試了所有可能達到一定復雜性水平的應用。從長遠且嚴密的角度來對其進行改進,我們發現了很多無需經過復雜的集成卻有較高使用價值的應用,如機械閥和微電動機械系統(MEMS)。改進的微流控技術,一般用于蛋白或基因電泳,常常可取代聚丙烯酰胺凝膠電泳。進一步開發的微流控芯片可用于酶和細胞的檢測,在開發新prescription面很有用。
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技術地位。微流控芯片定制方案。
公司獨特的MEMS多重轉印工藝:將硅母模上的微結構通過紫外固化膠轉印至硬質塑料,可在10個工作日內完成從設計到成品的全流程開發。以器官芯片為例,通過該工藝制造的PMMA多層芯片,集成血管內皮屏障與組織隔室,可模擬肺、肝等的生理功能,用于藥物毒性評估時,數據一致性較傳統細胞實驗提升80%。此外,PDMS芯片憑借優異的氣體滲透性(O?擴散系數達3×10??cm2/s),廣泛應用于氣體傳感領域,其標準化產線可實現月產10,000片的高效交付。
利用微流控芯片對自身抗體檢測。中國澳門微流控芯片節能規范
微流控芯片的發展歷史。中國香港微流控芯片的特點
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驗,并將這些經驗應用到了微流體技術開發上。微流體和生物傳感器的項目經理Kevin Killeen博士在接受采訪時說,安捷倫的目標是為終端使用者解除負擔,“由適宜的儀器產品組裝成的系統可以讓非專業人士操縱專業設備”。微流體技術也需要適時表現出其自身的實用性和可靠性,例如,納米級電噴霧質譜分析(nano-electrospray MS)不必考慮其頂端的閉合及邊帶的加寬,Killeen補充道:“對于生物學家來說,微流控技術的價值就在于此。”中國香港微流控芯片的特點