lab-on-chip 產(chǎn)生的應(yīng)用目的是實現(xiàn)微全分析系統(tǒng)的目標(biāo)-芯片實驗室,目前工作發(fā)展的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域是生命科學(xué)領(lǐng)域。當(dāng)前(2006)研究現(xiàn)狀:創(chuàng)新多集中于分離、檢測體系方面;對芯片上如何引入實際樣品分析的諸多問題,如樣品引入、換樣、前處理等有關(guān)研究還十分薄弱。它的發(fā)展依賴于多學(xué)科交叉的發(fā)展。目前媒體普遍認(rèn)為的生物芯片(micro-arrays),如,基因芯片、蛋白質(zhì)芯片等只是微流量為零的點(diǎn)陣列型雜交芯片,功能非常有限,屬于微流控芯片(micro-chip)的特殊類型,微流控芯片具有更廣的類型、功能與用途,可以開發(fā)出生物計算機(jī)、基因與蛋白質(zhì)測序、質(zhì)譜和色譜等分析系統(tǒng),成為系統(tǒng)生物學(xué)尤其系統(tǒng)遺傳學(xué)的極為重要的技術(shù)基礎(chǔ)。 微流控芯片的基本實現(xiàn)方式有:MEMS微納米加工技術(shù)、光刻、飛秒激光直寫、LIGA、注塑、刻蝕等等;河北腸道微流控芯片
利用微流控芯片對tumour標(biāo)志物檢測:通過檢測tumour特異性生物標(biāo)志物含量可以在早期得知患病信息,也可用于監(jiān)測抗tumour藥物治療效果。在tumour檢測領(lǐng)域,Regiart等研制一種用于tumour生物標(biāo)志物檢測的超敏感便攜式微流控設(shè)備,總檢測時間只需20 min,具有穩(wěn)定性高、攜帶方便、敏感性高等優(yōu)點(diǎn)。由于tumour的分子機(jī)制復(fù)雜,不能依靠單一生物標(biāo)志物來診斷,同時測定一組生物標(biāo)志物可顯著提高診斷的特異性和準(zhǔn)確性。Jones等人設(shè)計了一款可同時檢測8種標(biāo)志物的微流控免疫芯片,用于診斷前列腺cancer并區(qū)分是否具有侵襲性,以減少患者不必要的活檢和手術(shù)。代理微流控芯片代加工單分子免疫微流控生物芯片是微流控技術(shù)在超高靈敏度生物檢測領(lǐng)域的一大應(yīng)用。
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(shù)、激光刻蝕法和軟光刻等。模塑法是先利用半導(dǎo)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(jié)構(gòu)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(shù)設(shè)備,是大量生產(chǎn)廉價芯片的方法。熱壓法也需要事先獲得適當(dāng)?shù)年柲!?/p>
微流控芯片的硅質(zhì)材料加工工藝:是在硅材料的加工中,光刻(lithography)和濕法刻蝕(wetetching)技術(shù)是2種常規(guī)工藝。由于硅材料具有良好的光潔度和很成熟的加工工藝,主要用于加工微泵、微閥等液流驅(qū)動和控制器件,或者在熱壓法和模塑法中作為高分子聚合物材料加工的陽模。光刻是用光膠、掩模和紫外光進(jìn)行微制造。光刻和濕法蝕刻技術(shù)通常由薄膜沉淀、光刻、刻蝕3個工序組成。在薄膜表面用甩膠機(jī)均勻地附上一層光膠。然后將掩模上的圖像轉(zhuǎn)移到光膠層上,此步驟首先在基片上覆蓋一層薄膜,為光刻。再將光刻上的圖像,轉(zhuǎn)移到薄膜,并在基片上加工一定深度的微結(jié)構(gòu),此步驟完成了蝕刻。微流控芯片的特點(diǎn)是什么?
微流控芯片(microfluidic chip)是當(dāng)前微全分析系統(tǒng)(Miniaturized Total Analysis Systems)發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域。微流控芯片分析以芯片為操作平臺, 同時以分析化學(xué)為基礎(chǔ),以MEMS微機(jī)電加工技術(shù)為依托,以微管道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征,以生命科學(xué)為目前主要應(yīng)用對象,是當(dāng)前微全分析系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。它的目標(biāo)是把整個化驗室的功能,包括采樣、稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測等集成在微芯片上,且可以多次使用。包括:白金電阻芯片, 壓力傳感芯片, 電化學(xué)傳感芯片, 聲學(xué)微流控芯片,微/納米反應(yīng)器芯片, 微流體燃料電池芯片, 微/納米流體過濾芯片等。運(yùn)用MEMS技術(shù)實現(xiàn)了單分子免疫微流控生物傳感芯片的功能。山西微流控芯片設(shè)計
肺組織微流控芯片的應(yīng)用。河北腸道微流控芯片
腸道微流控芯片(GoC):GoC系統(tǒng)模仿人類腸道的生理學(xué)。它解釋了腸道的主要功能,即消化、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、腸神經(jīng)的調(diào)節(jié)、體內(nèi)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(xué)。GoC模型主要用于精確復(fù)制具有所需微流控參數(shù)的腸道體內(nèi)環(huán)境。Kim等人研究了當(dāng)人類GoC被腸道微生物群落占據(jù)時腸道的蠕動運(yùn)動。通過對齊兩個微通道(上部和下部)來設(shè)計微型器件,該微通道雕刻在PDMS層上,該P(yáng)DMS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(xué)的人腸上皮細(xì)胞包裹。這樣的系統(tǒng)可以模擬人類腸道在某些特定因素下的蠕動運(yùn)動,即流體流速。河北腸道微流控芯片