微流控芯片的原理:微流控芯片基于微流體力學原理,通過對微尺度通道內流體的操控,實現對微小流體的混合、分離、傳輸和操控。微流控芯片的操作通常通過控制微閥門、微泵等來調節流體的壓力、流速和流量,從而實現對微流體的控制。
微流控芯片的分類:微流控芯片可以根據不同的應用領域和功能進行分類,常見的分類包括:生物傳感芯片-用于生物醫學研究、生物分析和生物檢測等領域,如細胞培養芯片、DNA分析芯片等。化學芯片:用于化學分析、化學合成和藥物篩選等領域,如微反應器芯片、分析芯片等。環境芯片:用于環境監測和污染物檢測等領域,如水質監測芯片、氣體傳感器芯片等。 多樣化微流控芯片加工案例覆蓋數字 PCR、單分子檢測、POCT 等多個領域。四川微流控芯片組成
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。這些微芯片還能夠模擬肺水腫。重慶微流控芯片的特點微流控芯片材料多樣,PDMS 軟硅膠適用于生物相容性場景,玻璃適合高透檢測。
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。
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,用于培養斑馬魚胚胎并捕獲胚胎內各種組織和apparatus的實時圖像。其中包含三個不同的部分。這些包括一個微流控梯度發生器,一排八個魚缸和八個輸出通道。在魚缸中,魚胚胎被單獨放置。流體梯度發生器平臺支持以劑量依賴性方式分析藥物和化學品,具有高重現性和準確性。它提供了一個獨特的灌注系統,確保介質均勻恒定地流向魚缸,并有可能有效去除廢物。除了內部組織和apparatus的實時成像外,魚缸中的胚胎運動受到限制。為了驗證開發微流控芯片的可重復性,以丙戊酸為模型藥物,在有/沒有丙戊酸誘導的情況下測試了魚類的胚胎發育。結果表明,用丙戊酸處理的胚胎發育異常。微流控芯片的主流加工方法。
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,利用簡單的毛細管效應就可以驅動流體通過微通道。微流控芯片技術用于基因測序。四川微流控芯片組成
熱壓印工藝實現硬質塑料微結構快速成型,降低小批量生產周期與成本。四川微流控芯片組成
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,解決了不同材料熱膨脹系數差異導致的應力問題,推動硅基微流控芯片在生物醫學、環境監測等領域的跨學科應用。四川微流控芯片組成