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。微流控芯片的發展歷史。河北微流控芯片廠家
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。重慶微流控芯片制作流程克服微流控芯片所遇到的難題。
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。
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。
微流控芯片的主流加工方法。
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。微流控芯片的流體驅動與檢測。江蘇微流控芯片設計
深硅刻蝕實現 500μm 以上深度微流道,適用于高壓流體控制與微反應器。河北微流控芯片廠家
高聚物材料加工工藝:是以高聚物材料為基片加工微流控芯片的方法主要有:模塑法、熱壓法、LIGA技術、激光刻蝕法和軟光刻等。模塑法是先利用半導體/MEMS光刻和蝕刻的方法制作出通道部分突起的陽模,然后在陽模上澆注液體的高分子材料,將固化后的高分子材料與陽模剝離后就得到了具有微結構的基片,之后與蓋片(多為玻璃)封接后就制得高聚物微流控芯片。這一方法簡單易行,不需要高技術設備,是大量生產廉價芯片的方法。熱壓法也需要事先獲得適當的陽模。河北微流控芯片廠家