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(dòng)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(yáng)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(gè)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。腎組織臟微流控芯片的應(yīng)用。山東微流控技術(shù)和微流控芯片
在過(guò)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?lái)源的cancer和組織以可見(jiàn)、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(gè)性化醫(yī)療的過(guò)程。此外,由于可定制的性質(zhì),微流控芯片的功能正在擴(kuò)展。此外,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它是較為方便快捷的,因?yàn)樗軌蛱幚砩倭繕悠?,例如?lái)自患者活組織檢查的細(xì)胞,提供高水平的自動(dòng)化,并允許建立用于cancer研究的復(fù)雜模型。在開(kāi)發(fā)用于cure診斷用途的微流控芯片方面做出了各種努力。廣東微流控芯片制備微流控芯片的基本實(shí)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;
基于微流控芯片的鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)(PCR)更進(jìn)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(fù)和低消耗樣品或試劑的特性,這種自動(dòng)化和半自動(dòng)化的微流控芯片在早期的藥物研發(fā)中,得到了廣泛應(yīng)用。Caliper的商業(yè)模式是將芯片看作是與昂貴的電子學(xué)和光學(xué)儀器相連接的一個(gè)消費(fèi)品,目前,已被許多公司采用。每個(gè)芯片完成一天的實(shí)驗(yàn)運(yùn)作的成本費(fèi)用大概是5美元,而高通量的應(yīng)用成本是幾百到幾千美元,但預(yù)計(jì)可以重復(fù)循環(huán)使用幾百或幾千次,以一次分析包括時(shí)間和試劑的成本計(jì)算在內(nèi),芯片的成本與一般實(shí)驗(yàn)室分析成本相當(dāng)。
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(tái)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(wú)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(lái)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(kāi),而上層包括培養(yǎng)室和側(cè)向氣動(dòng)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(jī)械支持。微流控芯片通過(guò)設(shè)計(jì)可以呈現(xiàn)多流道的形式。
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。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(cè)領(lǐng)域的一大應(yīng)用。天津微流控芯片結(jié)構(gòu)
單分子免疫芯片是微流控技術(shù)在超高靈敏度生物檢測(cè)領(lǐng)域的一大應(yīng)用。山東微流控技術(shù)和微流控芯片
特定設(shè)計(jì)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(dá)到10萬(wàn)個(gè)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(shù)公司都在使用LabChip 3000系統(tǒng)。美國(guó)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(xiàng)合作于1998年開(kāi)始,安捷倫作為一個(gè)儀器生產(chǎn)商的實(shí)力,結(jié)合其在噴墨墨盒的經(jīng)驗(yàn),在微流控技術(shù)尚未成熟時(shí),就對(duì)微流體市場(chǎng)做出了獨(dú)特的預(yù)見(jiàn),除了采用MEMS微納米加工技術(shù)外,采用噴墨打印是目前為止微流控技術(shù)應(yīng)用很多的產(chǎn)品路徑之一。山東微流控技術(shù)和微流控芯片