什么是微流控技術(shù)?微流控技術(shù)是一門精確控制和操縱流體的科學(xué)技術(shù),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(xué)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(xué)領(lǐng)域,主要應(yīng)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(dǎo)流體在直徑為100μm至1μm的流道系統(tǒng)中流動。微流控芯片硅質(zhì)材料的加工工藝。代理微流控芯片的MEMS加工
為什么微流控芯片對我們很重要?微流控芯片是一種在十微米級直徑微小流道中的工作的系統(tǒng)。作為參考:1微米是一米的百萬分之一。一根頭發(fā)絲的直徑約為:40-50μm,可想而知流道甚至可以做到比頭發(fā)絲還細(xì)。在這種精密流道上工作有很多優(yōu)點:微流控系統(tǒng)與使用培養(yǎng)皿和滴管的傳統(tǒng)測試方法相比,具有使用樣本量小等特點,這意味著所需實驗或者檢測所需昂貴化學(xué)品和試劑數(shù)量會降低不少。當(dāng)遇到有毒有害物質(zhì)時,微流控檢測也會更安全,因為在微流控系統(tǒng)中有毒物質(zhì)可以得到更好的控制。MEMS微流控芯片材料微流控芯片產(chǎn)業(yè)的深度分析。
微流控芯片在石英和玻璃的加工中,常常利用不同化學(xué)方法對其表面改性,然后可以使用光刻和蝕刻技術(shù)將微通道等微結(jié)構(gòu)加工在上面。玻璃材料的加工步驟與硅材料加工稍有差異,主要步驟有:1)在玻璃基片表面鍍一層 Cr,再用甩膠機均勻的覆蓋一層光刻膠;2)利用光刻掩模遮擋,用紫外光照射,光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng);3)用顯影法去掉已曝光的光膠,用化學(xué)腐蝕的方法在鉻層上腐蝕出與掩模上平面二維圖形一致的圖案;4)用適當(dāng)?shù)目涛g劑在基片上刻蝕通道;5)刻蝕結(jié)束后,除去光刻膠,打孔后和玻璃蓋片鍵合。標(biāo)準(zhǔn)光刻和濕法刻蝕需要昂貴的儀器和超凈的工作環(huán)境,無法實現(xiàn)快速批量生產(chǎn)。
利用微流控芯片做infection疾病抗原和抗體檢測:由病原體引起的infection疾病是一個嚴(yán)重的全球公共衛(wèi)生問題,部分infection疾病具有高傳染性,因此理想的檢測應(yīng)該具有即時性,使得患者在檢測現(xiàn)場得以確診并接受cure,防止傳染病大規(guī)模傳播和暴發(fā)。目前一些微流控芯片已經(jīng)被成功地用于識別病原體分子標(biāo)志物和infection診斷。Pham等利用金屬納米粒子的信號放大作用,開發(fā)一款高敏感性快速檢測瘧疾抗原的微流控芯片,其敏感性接近臨床常規(guī)檢測方式。利用微流控芯片高通量性質(zhì)等,設(shè)計的微流控芯片可對多種病毒同時檢測,節(jié)省傳染性疾病初始篩查時間并降低成本,此芯片還通過檢測每種病毒的多種抗原來提高檢測敏感性和特異性。微流控技術(shù)在生物領(lǐng)域上的應(yīng)用。
在過去的30年中,微流控芯片已經(jīng)成為cancer therapy領(lǐng)域診斷和cure的重要工具??梢栽谖⒘骺匦酒线M(jìn)行各種類型的細(xì)胞和組織培養(yǎng),包括2D細(xì)胞培養(yǎng)、3D細(xì)胞培養(yǎng)和組織類apparatus培養(yǎng)?;颊邅碓吹腸ancer和組織以可見、可控和高通量的方式在微流控芯片上培養(yǎng),這推進(jìn)了個性化醫(yī)療的過程。此外,由于可定制的性質(zhì),微流控芯片的功能正在擴展。此外,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它是較為方便快捷的,因為它能夠處理少量樣品,例如來自患者活組織檢查的細(xì)胞,提供高水平的自動化,并允許建立用于cancer研究的復(fù)雜模型。在開發(fā)用于cure診斷用途的微流控芯片方面做出了各種努力。微流控芯片的分類是什么?山東微流控芯片技術(shù)及其應(yīng)用
利用微流控芯片做抗體檢測。代理微流控芯片的MEMS加工
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(xì)胞間和細(xì)胞間相互作用。然而,這可以在3DSoC模型的幫助下進(jìn)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(xì)胞和成纖維細(xì)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。代理微流控芯片的MEMS加工