多元化材料微流控芯片定制加工技術(shù)解析:微流控芯片的材料選擇直接影響其功能性與適用場(chǎng)景,Bloom-OriginSemiconductor提供基于PDMS軟硅膠、硬質(zhì)塑料、玻璃、硅片等多種材料的定制加工服務(wù)。其中,PDMS憑借良好的生物相容性、透光性及易加工性,成為生物檢測(cè)與細(xì)胞培養(yǎng)的優(yōu)先材料,可通過模塑成型實(shí)現(xiàn)復(fù)雜流道結(jié)構(gòu)。硬質(zhì)塑料如PMMA、COC等則具備耐化學(xué)腐蝕等的優(yōu)勢(shì),適用于工業(yè)檢測(cè)與POCT快速診斷設(shè)備。玻璃與硅片材料因高硬度、耐高溫及表面惰性,常用于高精度微流道刻蝕與鍵合工藝,滿足生化反應(yīng)、測(cè)序等對(duì)表面特性要求嚴(yán)苛的場(chǎng)景。公司通過材料特性匹配加工工藝,從材料預(yù)處理到鍵合封裝形成完整技術(shù)鏈條,確保不同材料芯片的性能穩(wěn)定性與批量生產(chǎn)可行性,為客戶提供從材料選型到功能實(shí)現(xiàn)的全流程解決方案。 微流控芯片的主流加工方法。國(guó)產(chǎn)微流控芯片發(fā)展現(xiàn)狀
微流控芯片技術(shù)采用先進(jìn)的MEMS和半導(dǎo)體跨界創(chuàng)新策略,是生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新興科學(xué)。該技術(shù)能夠有效控制液體的物理化學(xué)反應(yīng)。由于其微型縮小方法,它帶來了高質(zhì)量交換和高通量。它主要用于藥物發(fā)現(xiàn)、蛋白質(zhì)組學(xué)、藥物篩選、臨床分析和食品創(chuàng)新。目前,各種類型的微流控芯片用于各項(xiàng)領(lǐng)域。與傳統(tǒng)方法相比,微流控芯片技術(shù)在耗時(shí)和所需樣品和試劑量方面具有很大優(yōu)勢(shì)。在藥物研究中,微流控創(chuàng)新可以與其他各種檢測(cè)設(shè)備集成,例如PCR,ESI-MS,MALDI-MS和GC-MS等。廣東微流控芯片服務(wù)利用微流控芯片對(duì)cancer標(biāo)志物檢測(cè)。
心臟組織微流控芯片(HoC)是一種先進(jìn)的OoC,它模仿了服用劑型或特定藥物分子后人類心臟的整體生理學(xué)。使用該芯片已經(jīng)觀察到一些不良反應(yīng)。Mathur等人在2015年證明了動(dòng)物試驗(yàn)不足以估計(jì)測(cè)試藥物分子相對(duì)于人體的確切藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)。為此,微流控芯片技術(shù)在心血管疾病研究,心血管相關(guān)藥物開發(fā),心臟毒性分析以及心臟組織再生研究中起著至關(guān)重要的作用。Sidorov等人于2016年創(chuàng)建了一個(gè)I-wired HoC。他們檢測(cè)到心肌收縮,這是通過倒置光學(xué)顯微鏡測(cè)量的。此外,工程化的3D心臟組織構(gòu)建體(ECTC)現(xiàn)在能夠在正常和患病條件下復(fù)制心臟組織的復(fù)雜生理學(xué)。圖1C顯示了心臟組織微流控芯片的示意圖,其中上層由心臟上皮細(xì)胞組成,下層由心臟內(nèi)皮細(xì)胞組成。兩層都被多孔膜隔開。它還包括有助于抽血的真空室。
肺組織微流控器官芯片(LoC):這是另一種在微型設(shè)備上的人肺的3D工程復(fù)雜模型。它基本上構(gòu)成了人類的肺和血管。該系統(tǒng)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(jìn)一步模擬病原體引發(fā)的炎癥反應(yīng)。此外,它可用于測(cè)試由環(huán)境toxin和氣溶膠產(chǎn)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(yī)療方式的戰(zhàn)略實(shí)施。在組織設(shè)計(jì)中,微流控創(chuàng)新通過提供氧氣,營(yíng)養(yǎng)和血液,在復(fù)雜組織的發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。它為肺細(xì)胞開發(fā)了一個(gè)微環(huán)境來研究生理活動(dòng)。Wyss研究所設(shè)計(jì)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。微流控芯片技術(shù)用于藥物篩選。
硬質(zhì)塑料微流控芯片的耐候性設(shè)計(jì)與工業(yè)應(yīng)用:在工業(yè)檢測(cè)與環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,硬質(zhì)塑料微流控芯片因耐高低溫、抗化學(xué)腐蝕的特性成為優(yōu)先。公司針對(duì)PMMA、PS等材料開發(fā)了紫外穩(wěn)定化處理工藝,使芯片在-20℃至60℃溫度范圍內(nèi)保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,適用于戶外水質(zhì)監(jiān)測(cè)與工業(yè)過程控制。表面親疏水改性技術(shù)可根據(jù)檢測(cè)需求調(diào)整,例如在油液雜質(zhì)檢測(cè)芯片中,疏水表面有效排斥油相,確保固體顆粒在流道內(nèi)的高效捕獲;在酸堿濃度檢測(cè)芯片中,親水性涂層促進(jìn)電解液均勻分布,提升傳感器響應(yīng)速度。配合熱壓成型工藝的高精度復(fù)制能力,單芯片流道尺寸誤差<1%,滿足工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備對(duì)重復(fù)性的嚴(yán)苛要求。典型應(yīng)用包括潤(rùn)滑油顆粒計(jì)數(shù)芯片、化工反應(yīng)過程監(jiān)測(cè)芯片,其低成本與高可靠性優(yōu)勢(shì)推動(dòng)了微流控技術(shù)在非生物領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用。MEMS 工藝實(shí)現(xiàn)超薄柔性生物電極定制,用于腦機(jī)接口電刺激與電信號(hào)記錄。國(guó)產(chǎn)微流控芯片發(fā)展現(xiàn)狀
利用微流控芯片做疾病抗原檢測(cè)。國(guó)產(chǎn)微流控芯片發(fā)展現(xiàn)狀
大腦微流控芯片:與神經(jīng)元和細(xì)胞間相互作用直接相關(guān)的因素在腦組織功能的情況下起著重要作用。大腦及其組織的研究在很大程度上是復(fù)雜的,這使得諸如培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶之類的2D模型無效,因?yàn)檫@些系統(tǒng)無法模擬大腦的實(shí)際生理環(huán)境。為了克服這一局限性,研究人員目前正在研究開發(fā)大腦微流控芯片平臺(tái),可以在先進(jìn)的小型化工程平臺(tái)下研究大腦的生理因素,該平臺(tái)可以通過多步光刻技術(shù)制備。它通過制造不同尺寸的微通道進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了對(duì)腦組織的研究。國(guó)產(chǎn)微流控芯片發(fā)展現(xiàn)狀