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(tái), 同時(shí)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(duì)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(gè)化驗(yàn)室的功能,包括采樣、稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測(cè)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(guò)濾芯片等。利用微流控芯片做抗體檢測(cè)。北京微流控芯片中的流體流動(dòng)
安捷倫已有一些儀器使用趨向于具有更多可用性方面的經(jīng)驗(yàn),并將這些經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到了微流體技術(shù)開(kāi)發(fā)上。微流體和生物傳感器的項(xiàng)目經(jīng)理Kevin Killeen博士在接受采訪(fǎng)時(shí)說(shuō),安捷倫的目標(biāo)是為終端使用者解除負(fù)擔(dān),“由適宜的儀器產(chǎn)品組裝成的系統(tǒng)可以讓非專(zhuān)業(yè)人士操縱專(zhuān)業(yè)設(shè)備”。微流體技術(shù)也需要適時(shí)表現(xiàn)出其自身的實(shí)用性和可靠性,例如,納米級(jí)電噴霧質(zhì)譜分析(nano-electrospray MS)不必考慮其頂端的閉合及邊帶的加寬,Killeen補(bǔ)充道:“對(duì)于生物學(xué)家來(lái)說(shuō),微流控技術(shù)的價(jià)值就在于此?!敝袊?guó)香港微流控芯片應(yīng)用微流控芯片產(chǎn)業(yè)的深度分析。
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(yáng)模,然后在陽(yáng)模上澆注液體的高分子材料,將固化后的高分子材料與陽(yáng)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(jiǎn)單易行,不需要高技術(shù)設(shè)備,是大量生產(chǎn)廉價(jià)芯片的方法。熱壓法也需要事先獲得適當(dāng)?shù)年?yáng)模。
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(lèi)的2D模型無(wú)效,因?yàn)檫@些系統(tǒng)無(wú)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(kāi)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(guò)多步光刻技術(shù)制備。它通過(guò)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。微流控芯片的組成材料是什么?
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(kāi)發(fā)、農(nóng)藥殘留分析、檢測(cè)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(jì),熒光計(jì)和分光光度計(jì)。它有助于監(jiān)測(cè)hormone secretion、與HPLC結(jié)合的肽分析、腫瘤細(xì)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(qiáng)調(diào)化學(xué)部分的鑒定、表征、純化和結(jié)構(gòu)闡明。據(jù)報(bào)道,在分析過(guò)程中,有幾個(gè)重大挑戰(zhàn)可能會(huì)阻礙結(jié)果,即吞吐量低、需要大量樣品或試劑、過(guò)程中準(zhǔn)確性降低和繁瑣。在這種情況下,采用微流控芯片技術(shù)來(lái)減少這些挑戰(zhàn)。利用微流控芯片做疾病抗原檢測(cè)。北京微流控芯片dna富集
微流控芯片技術(shù)用于藥物篩選。北京微流控芯片中的流體流動(dòng)
微流控芯片的常見(jiàn)故障及預(yù)防措施:泄漏:微流控芯片中的微通道和閥門(mén)等部件容易發(fā)生泄漏,應(yīng)注意密封性和連接的可靠性。堵塞:微流控芯片中的微通道可能會(huì)因?yàn)槲⒘;驓馀莸亩氯鴮?dǎo)致流體無(wú)法正常流動(dòng),應(yīng)注意樣品的凈化和操作的規(guī)范性。漂移:由于溫度、壓力等原因,微流控芯片中的流體可能會(huì)發(fā)生漂移,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,應(yīng)注意溫度和壓力的控制。綜上所述,微流控芯片是一種利用微尺度通道和微流控技術(shù)進(jìn)行流體控制的集成芯片,具有體積小、快速、高效、靈活、低成本等特點(diǎn)。它由主體生物傳感芯片、流體控制模塊、信號(hào)采集模塊和外部控制模塊組成,通過(guò)控制微閥門(mén)、微泵等實(shí)現(xiàn)對(duì)微流體的精確控制和調(diào)節(jié)。微流控芯片根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域和功能可分為生物傳感芯片、化學(xué)芯片和環(huán)境芯片等。在使用微流控芯片時(shí),應(yīng)注意防止泄漏、堵塞和漂移等常見(jiàn)故障,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。北京微流控芯片中的流體流動(dòng)