微流控芯片(microfluidic chip)是當前微全分析系統(tǒng)(Miniaturized Total Analysis Systems)發(fā)展的熱點領(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,是當前微全分析系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的重點。它的目標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。微流控技術(shù)能夠把樣本檢測整個過程集中在幾厘米的芯片上。湖南微流控芯片制作流程
皮膚微流控芯片(SoC):SoC是一種生物工程模型,其中皮膚組織在微流控系統(tǒng)內(nèi)培養(yǎng),其足以模擬天然人類皮膚的3D微環(huán)境。為了制造微型化的SoC模型,將人體皮膚組織整合到微流控平臺上,以便它可以模擬人體皮膚的體內(nèi)條件。傳統(tǒng)的2D模型無法重建體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的多重3D細胞間和細胞間相互作用。然而,這可以在3DSoC模型的幫助下進行研究。表皮和真皮層,Lee等人使用3D生物打印的角質(zhì)形成細胞和成纖維細胞來創(chuàng)建人體皮膚組織。該系統(tǒng)通常主要有三層:底層,中間層和上層。下層包含微血管通道。多孔膜位于中間/中間層,將上層和下層分開,而上層包括培養(yǎng)室和側(cè)向氣動通道。SoC的基本設(shè)置如圖所示。微血管通道為內(nèi)皮單層的形成提供了機械支持。遼寧微流控芯片中的流體流動微流控芯片的組成材料是什么?
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,并進一步模擬病原體引發(fā)的炎癥反應(yīng)。此外,它可用于測試由環(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)略實施。在組織設(shè)計中,微流控創(chuàng)新通過提供氧氣,營養(yǎng)和血液,在復(fù)雜組織的發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。它為肺細胞開發(fā)了一個微環(huán)境來研究生理活動。Wyss研究所設(shè)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。
Lee等人先前解釋說,與2D模型相比,微流控3D技術(shù)中腎單位的藥效學(xué)和病理生理學(xué)反應(yīng)更為實用。KoC已被開發(fā)并證明可顯示出更好的藥物腎毒性體內(nèi)后果,該系統(tǒng)已被進一步用于確定各種藥物誘導(dǎo)的生物反應(yīng)。此外,它還有助于培養(yǎng)近端小管,用于觀察預(yù)測藥物誘導(dǎo)的腎損傷(DIKI)和藥物相互作用的生物標志物。腎臟器官芯片模型的簡單設(shè)計基本上由兩層組成。上層包含近端小管上皮細胞,下層包含內(nèi)皮細胞。如圖1D所示,位于中間的多孔膜將兩層分開。微流控芯片技術(shù)用于液體活檢。
微流控芯片的組成:微流控芯片由主體芯片、流體控制模塊、信號采集模塊和外部控制模塊組成。主體芯片是一個微通道網(wǎng)絡(luò),由微流道、微閥門、微泵等構(gòu)成;流體控制模塊負責流體的輸入、輸出和控制;信號采集模塊用于采集傳感器的信號;外部控制模塊用于控制芯片的操作。
微流控芯片的特點:尺寸小:微流控芯片的尺寸通常為毫米級或更小,體積小巧,便于集成和攜帶??焖俑咝В何⒘骺匦酒軌?qū)崿F(xiàn)快速混合、傳輸和分離微流體,反應(yīng)速度快,效率高。靈活可控:微流控芯片可以通過控制微閥門、微泵等實現(xiàn)對微流體的精確控制和調(diào)節(jié)。低成本:與傳統(tǒng)的實驗室設(shè)備相比,微流控芯片具有成本低廉的優(yōu)勢,節(jié)省了實驗室的成本和資源。 克服微流控芯片所遇到的難題。采用MEMS加工的微流控芯片服務(wù)電話
深度解析微流控芯片技術(shù)。湖南微流控芯片制作流程
基于微流控技術(shù)的生物醫(yī)學(xué),應(yīng)用微流控技術(shù)在藥物篩選、蛋白質(zhì)組學(xué)、醫(yī)學(xué)診斷、生物傳感器和組織工程等方面有著很好的應(yīng)用前景。微流控芯片技術(shù)在藥物開發(fā)、農(nóng)藥殘留分析、檢測和食品安全傳感中發(fā)揮著重要作用,芯片也可以與其他各種設(shè)備集成,即比色計,熒光計和分光光度計。它有助于監(jiān)測hormone secretion、與HPLC結(jié)合的肽分析、腫瘤細胞代謝分析以及其他一些應(yīng)用。在藥物分析層面,它主要強調(diào)化學(xué)部分的鑒定、表征、純化和結(jié)構(gòu)闡明。據(jù)報道,在分析過程中,有幾個重大挑戰(zhàn)可能會阻礙結(jié)果,即吞吐量低、需要大量樣品或試劑、過程中準確性降低和繁瑣。在這種情況下,采用微流控芯片技術(shù)來減少這些挑戰(zhàn)。湖南微流控芯片制作流程