微流控芯片在石英和玻璃的加工中,常常利用不同化學(xué)方法對(duì)其表面改性,然后可以使用光刻和蝕刻技術(shù)將微通道等微結(jié)構(gòu)加工在上面。玻璃材料的加工步驟與硅材料加工稍有差異,主要步驟有:1)在玻璃基片表面鍍一層 Cr,再用甩膠機(jī)均勻的覆蓋一層光刻膠;2)利用光刻掩模遮擋,用紫外光照射,光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng);3)用顯影法去掉已曝光的光膠,用化學(xué)腐蝕的方法在鉻層上腐蝕出與掩模上平面二維圖形一致的圖案;4)用適當(dāng)?shù)目涛g劑在基片上刻蝕通道;5)刻蝕結(jié)束后,除去光刻膠,打孔后和玻璃蓋片鍵合。標(biāo)準(zhǔn)光刻和濕法刻蝕需要昂貴的儀器和超凈的工作環(huán)境,無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速批量生產(chǎn)。梯度涂層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)微流控芯片內(nèi)細(xì)胞定向遷移,用于一些研究。江蘇微流控芯片技術(shù)及其應(yīng)用
先前報(bào)道了微流控芯片的另一項(xiàng)采用體外細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的研究,其中軸突和體細(xì)胞被物理分離,從而允許軸突通過(guò)微通道。借助這項(xiàng)技術(shù),神經(jīng)科學(xué)家可以研究軸突本身的特征,或者可以確定藥物對(duì)軸突部分的作用,并可以分析軸突切斷術(shù)后的軸突再生。值得一提的是,微通道可能會(huì)對(duì)組織或細(xì)胞產(chǎn)生剪切應(yīng)力,從而導(dǎo)致細(xì)胞損傷。被困在微通道下的氣泡可能會(huì)破壞流動(dòng)特性,并可能導(dǎo)致細(xì)胞損傷。在設(shè)計(jì)此類3D生物芯片設(shè)備時(shí),通常三明治設(shè)計(jì),其中內(nèi)皮細(xì)胞在上層生長(zhǎng),腦細(xì)胞在下層生長(zhǎng),由多孔膜分叉,該膜充當(dāng)血腦屏障。海南微流控芯片品牌多材料鍵合技術(shù)解決 PDMS 與硬質(zhì)基板密封問(wèn)題,推動(dòng)復(fù)合芯片應(yīng)用。
微流控芯片技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)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(jié)果。微流控芯片中的微通道的組織通過(guò)穿透芯片的輸入和輸出與外部相關(guān)聯(lián),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(nèi)部有微流控通道,可以處理流體。微流控芯片具有許多優(yōu)點(diǎn),包括較少的時(shí)間和試劑利用率,除此之外,它還可以同時(shí)執(zhí)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(yīng)。在接下來(lái)的文章中,我們著重討論各種微流控芯片的設(shè)計(jì)及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。
什么是微流控技術(shù)?微流控技術(shù)是一門精確控制和操縱流體的科學(xué)技術(shù),這些流體在幾何空間上被限制在小規(guī)模流道中,通常流道系統(tǒng)的直徑低于100μm。對(duì)于科學(xué)家和工程師來(lái)講,微流體一詞的使用方式存在不同;對(duì)許多教授來(lái)說(shuō),微流控是一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域,主要應(yīng)用于通過(guò)直徑在100微米(μm)到1微米之間的流道研究和操縱微量流體。對(duì)微流控工程師來(lái)講,微流控芯片(通常稱為:生物MEMS芯片)的制造,主要是為了引導(dǎo)流體在直徑為100μm至1μm的流道系統(tǒng)中流動(dòng)。硬質(zhì)塑料微流控芯片可加工 PMMA、COC 等材質(zhì),滿足工業(yè)檢測(cè)與 POCT 需求。
安捷倫在微流控技術(shù)平臺(tái)上的三個(gè)主要產(chǎn)品是Agilent 2100、 Bioanalyzer/5100、 Automated Lab-on-a-Chip (后有斯坦福大學(xué)Stephen Quake研究小組開(kāi)發(fā)的微流體控制因素大規(guī)模地綜合應(yīng)用和瑞士Spinx Technologies開(kāi)發(fā)的激光控制閥門。澳大利亞墨爾本蒙納士大學(xué)的研究者正在開(kāi)發(fā)可在微通道內(nèi)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(chǎn)生“推力”,具有維持流體穩(wěn)定流動(dòng),對(duì)電解質(zhì)溶液不敏感也不受其污染的優(yōu)點(diǎn)。瑞士蘇黎士聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)的David Juncker認(rèn)為,流體的驅(qū)動(dòng)沒(méi)有必要采用這類高新技術(shù),利用簡(jiǎn)單的毛細(xì)管效應(yīng)就可以驅(qū)動(dòng)流體通過(guò)微通道。微流控芯片在不同領(lǐng)域都有非常廣闊的應(yīng)用前景。重慶微流控芯片夾具
利用微流控芯片對(duì)cancer標(biāo)志物檢測(cè)。江蘇微流控芯片技術(shù)及其應(yīng)用
生物傳感芯片與任何遠(yuǎn)程的東西交互存在一定問(wèn)題,更不用說(shuō)將具有全功能樣品前處理、檢測(cè)和微流控技術(shù)都集成在同一基質(zhì)中。由于微流控技術(shù)的微小通道及其所需部件,在設(shè)計(jì)時(shí)所遇到的噴射問(wèn)題,與大尺度的液相色譜相比,更加困難。上世紀(jì)80年代末至90年代末,尤其是在研究生物芯片襯底的材料科學(xué)和微通道的流體移動(dòng)技術(shù)得到發(fā)展后,微流控技術(shù)也取得了較大的進(jìn)步。為適應(yīng)時(shí)代的需求,現(xiàn)今的研究集中在集成方面,特別是生物傳感器的研究,開(kāi)發(fā)制造具有很強(qiáng)運(yùn)行能力的多功能芯片。江蘇微流控芯片技術(shù)及其應(yīng)用