什么是微流控技術?微流控技術是一門精確控制和操縱流體的科學技術,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。對于科學家和工程師來講,微流體一詞的使用方式存在不同;對許多教授來說,微流控是一個科學領域,主要應用于通過直徑在100微米(μm)到1微米之間的流道研究和操縱微量流體。對微流控工程師來講,微流控芯片(通常稱為:生物MEMS芯片)的制造,主要是為了引導流體在直徑為100μm至1μm的流道系統(tǒng)中流動。微流控芯片的主流加工方法。MEMS微流控芯片發(fā)展現(xiàn)狀
特定設計芯片的批量生產(chǎn)也降低了其成本。Caliper的旗艦產(chǎn)品是LabChip 3000新藥研發(fā)系統(tǒng),其微流體成分分析可以達到10萬個樣品,還有用于高通量基因和蛋白分析的LabChip 90 電泳系統(tǒng)。據(jù)Caliper宣稱,75 %的主要制藥和生物技術公司都在使用LabChip 3000系統(tǒng)。美國加州的安捷倫科技公司曾與Caliper科技公司簽署正式合作協(xié)議,該項合作于1998年開始,安捷倫作為一個儀器生產(chǎn)商的實力,結合其在噴墨墨盒的經(jīng)驗,在微流控技術尚未成熟時,就對微流體市場做出了獨特的預見,除了采用MEMS微納米加工技術外,采用噴墨打印是目前為止微流控技術應用很多的產(chǎn)品路徑之一。湖北微流控芯片價格微流控芯片產(chǎn)業(yè)的深度分析。
Cascade 有兩個測試用戶:馬里蘭大學Don DeVoe教授的微流體實驗室和加州大學Carl Meinhart教授的微流體實驗室。德國thinXXS公司開發(fā)了另一套微流控分析設備。該設備提供了一個由微反應板裝配平臺、模塊載片以及連接器和管道所組成的結構工具包??蓡为氋徺I模塊載片。 ThinXXS還制造獨有芯片,生產(chǎn)微流體和微光學設備和部件并提供相應的服務。將微流控技術應用于光學檢測已經(jīng)計劃很多年了,thinXXS一直都在進行這方面的綜合研究,但未提供詳細資料。但是,據(jù)了解,該技術采用了先進的MEMS傳感器的微納米制造工藝,所以芯片得到了非常好的測試效果。
基于微流控芯片的鏈式聚合反應(PCR)更進一步的產(chǎn)品是可集成樣品前處理的基因鑒定方法之一。由于具有高度重復和低消耗樣品或試劑的特性,這種自動化和半自動化的微流控芯片在早期的藥物研發(fā)中,得到了廣泛應用。Caliper的商業(yè)模式是將芯片看作是與昂貴的電子學和光學儀器相連接的一個消費品,目前,已被許多公司采用。每個芯片完成一天的實驗運作的成本費用大概是5美元,而高通量的應用成本是幾百到幾千美元,但預計可以重復循環(huán)使用幾百或幾千次,以一次分析包括時間和試劑的成本計算在內(nèi),芯片的成本與一般實驗室分析成本相當。微流控芯片技術用于基因測序。
微流控芯片反應信號的收集和分析的難題:由于反應體系較小,故而只產(chǎn)生較低的信號強度,如何收集并分析芯片中產(chǎn)生的信號,是微流控芯片研究的另一項重點,因此,微流控芯片大多需要龐大的信號讀取和分析設備。近年來便攜性、自動化、敏感的新型微流控芯片讀取設備受到科研人員關注。Hu等設計和制造的自動化微流控芯片檢測儀器,體積小,功能完善,能夠自動連接微流控芯片壓力出口和蠕動泵的負壓連接器,精確地操控微量液體,并通過內(nèi)置檢測和分析模塊,實現(xiàn)自動化、可重復的快速免疫分析。此外一些團隊已設計出體積更小的手持式設備用于定量測量反應信號心臟組織微流控芯片的應用。MEMS微流控芯片發(fā)展現(xiàn)狀
微流控分為被動式微流控和主動式微流控。MEMS微流控芯片發(fā)展現(xiàn)狀
微流控芯片的常見故障及預防措施:泄漏:微流控芯片中的微通道和閥門等部件容易發(fā)生泄漏,應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因為微?;驓馀莸亩氯鴮е铝黧w無法正常流動,應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發(fā)生漂移,影響實驗結果,應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進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。它由主體生物傳感芯片、流體控制模塊、信號采集模塊和外部控制模塊組成,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)。微流控芯片根據(jù)不同的應用領域和功能可分為生物傳感芯片、化學芯片和環(huán)境芯片等。在使用微流控芯片時,應注意防止泄漏、堵塞和漂移等常見故障,確保實驗結果的準確性和可靠性。MEMS微流控芯片發(fā)展現(xiàn)狀