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。微流控芯片的主流加工方法。浙江微流控芯片市場
微流控芯片在技術優勢上是一個交叉科學的高度集成芯片,可以實現自動完成分析全過程。由于它在生物、化學、醫學等領域的巨大潛力,已經發展成為一個集生物、化學、醫學、流體、電子、材料、機械等為一體的高科技生物傳感芯片。
目前針對加工技術的研究領域中,飛秒激光直寫技術通常采用的是雙光子聚合原理,該原理的基礎來自于雙光子吸收。簡單地來講,就是光聚合材料在光強足夠大的條件下,同時吸收兩個近紅外光子,材料發生越來越多的光聚合反應。飛秒激光憑借著自己波長大的特性,可以很輕松地穿過材料抵達內部,使材料發生反應而聚合??茖W家利用此原理,可以編制程序控制一束激光束逐點掃描建立起3D微納結構,比如利用雙光子吸收誘導光刻膠聚合。光刻膠是一種光敏材料,市面上以正膠和負膠較為常見,分別應用于激光非輻照區和輻照區的加工。除了可以用在聚合物上,雙光子吸收還可以用于MEMS微機械制造,形成一些光化學或光物理機制。目前為止,光刻膠、微結構金屬、碳材料等等都可以通過多光子的吸收過程進行加工,由此可以看出,雙光子聚合具有比較多的可加工材料。 山西微流控芯片的特點利用微流控芯片做抗體檢測。
微流控分析芯片當初只是作為納米技術的一個補充,在經歷了大肆宣傳及冷落的不同時期后,卻實現了商業化生產。微流控分析芯片在美國被稱為“芯片實驗室”(lab-on-a-chip),在歐洲被稱為“微整合分析芯片”(micrototal analytical systems),隨著材料科學、微納米加工技術(MEMS)和微電子學所取得的突破性進展,微流控芯片也得到了迅速發展,但還是遠不及“摩爾定律”所預測的半導體發展速度?,F在阻礙微流控技術發展的瓶頸仍然是早期限制其發展的制造加工和應用方面的問題。
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,每一層都有其特定功能,如加載孔、儲液池、反應腔等,盡可能避免降低敏感性。微流控芯片技術用于基因測序。
美國圣母大學(University of Notre Dame)的Hsueh-Chia Chang博士與微生物學家和免疫檢測professor合作研究,提高了微流控分析設備檢測細胞和生物分子的速度和靈敏性。同時,Chang對交流電動電學進行了改善,因為他認為交流電(AC)可作為選擇平臺,驅動流體通過用于醫學和研究的微流控分析儀。微流控分析儀的驅動機制是常規的直流電動電學,但是使用時容易產生氣泡并引起物質在電極發生化學反應的缺點限制了直流電的應用,此外,為保證其對流量的精確控制,直流電極必須放置在儲液池中,不能直接連接在電路中。微流控芯片通過設計可以呈現多流道的形式。四川圖解微流控芯片實驗室 pdf
為什么微流控芯片對我們很重要?浙江微流控芯片市場
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。浙江微流控芯片市場