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湖南淺析微流控芯片原理

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-05-19

微流控芯片的發(fā)展是隨著現(xiàn)代分析科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步而嶄露頭角的。分析技術(shù)的不斷演進(jìn)極大地推動(dòng)了生命科學(xué)的發(fā)展。與此同時(shí),人們對(duì)生命科學(xué)研究的需求從宏觀逐漸轉(zhuǎn)向了微觀領(lǐng)域。為了滿足這一需求,分析儀器逐漸朝著微型化的方向發(fā)展,而微流控技術(shù)則成為了生命科學(xué)領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵因素。微流控芯片分析是當(dāng)前科技前沿的領(lǐng)域之一,其主要目標(biāo)是通過(guò)微通道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)微流體的精確操控,實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的各項(xiàng)功能,包括樣品采集、預(yù)處理、反應(yīng)、分離和檢測(cè)等,從而實(shí)現(xiàn)分析裝置的微型化、集成化和自動(dòng)化。目標(biāo)是將這些功能集成到一個(gè)微小的芯片上,形成所謂的“芯片實(shí)驗(yàn)室”(Lab-on-a-chip)。微流控芯片已經(jīng)被認(rèn)為是21世紀(jì)的前沿技術(shù)之一,具有巨大的潛力和發(fā)展前景。我們的微流控芯片具有低功耗和高效能的特點(diǎn),有助于客戶節(jié)約能源成本。湖南淺析微流控芯片原理

含光微納微流控芯片優(yōu)點(diǎn)集成小型化與自動(dòng)化微流控技術(shù)能夠把樣本檢測(cè)的多個(gè)步驟集中在一張小小的芯片上,通過(guò)流道的尺寸和曲度、微閥門、腔體設(shè)計(jì)的搭配組合來(lái)集成這些操作步驟,終使整個(gè)檢測(cè)集成小型化和自動(dòng)化。高通量由于微流控可以設(shè)計(jì)成為多流道,通過(guò)微流道網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)將待檢測(cè)樣本分流到多個(gè)反應(yīng)單位,同時(shí)反應(yīng)單元之間相互隔離,使各個(gè)反應(yīng)互不相干擾,因此可以根據(jù)需要對(duì)同一個(gè)樣本平行進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目的檢測(cè)。與常規(guī)逐個(gè)項(xiàng)目檢測(cè)相比,縮短了檢測(cè)的時(shí)間,提高了檢測(cè)效率,具有高通量的特點(diǎn)。檢測(cè)試劑消耗少由于集成檢測(cè)的小型化,使微流控芯片上的反應(yīng)單元腔體非常小,雖然試劑配方的濃度可能有一定比例的提高,但是試劑使用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)試劑,降低了試劑的消耗量。樣本量需求少由于只在小小的芯片上完成檢測(cè),因此需要被檢測(cè)的樣本量需求非常少,往往只需要微升甚至納升級(jí)別。此外還可以直接用全血進(jìn)行檢測(cè),對(duì)于嬰兒、老人、殘疾人這些血量少、靜脈采集困難的人群,使其檢測(cè)更加方便。污染少由于微流控芯片的集成功能,原先在實(shí)驗(yàn)室里需要人工完成的各項(xiàng)操作全部集成到芯片上自動(dòng)完成,使人工操作時(shí)樣本對(duì)環(huán)境的污染降低到程度。黑龍江硅基微流控芯片質(zhì)量我們的微流控芯片采用先進(jìn)的材料和工藝,確保產(chǎn)品的長(zhǎng)壽命和可靠性。

自微流控技術(shù)推出以來(lái),它一直在不斷發(fā)展,并擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域。目前,生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是微流控研究的主要關(guān)注點(diǎn)。在材料和功能方面,盡管玻璃和硅仍然具有重要的地位,但聚合物材料已經(jīng)成為該領(lǐng)域的材料之一。不同材料各有其優(yōu)點(diǎn)和限制。盡管PDMS仍然是常用的微流控基材,但科學(xué)家們正在不斷創(chuàng)新,開發(fā)出新的材料和復(fù)合材料,以提高其適用性,降低成本,使其更適合大規(guī)模生產(chǎn)。這些新材料和復(fù)合材料展現(xiàn)出令人興奮的特性,有望在微流控技術(shù)中發(fā)揮重要作用。含光微納科技有限公司是微流控技術(shù)領(lǐng)域的重要參與者,致力于為生命科學(xué)領(lǐng)域提供基礎(chǔ)設(shè)施和合作伙伴支持。我們是您在微流控領(lǐng)域的理想合作伙伴,可以為您提供專業(yè)的支持和解決方案。

微流控芯片是一項(xiàng)融合多領(lǐng)域知識(shí)的前沿技術(shù),通過(guò)微米尺度的芯片結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的樣品處理、反應(yīng)、分離和檢測(cè)等基本操作的集成與自動(dòng)化。這一技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展受益于現(xiàn)代分析科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,將分析儀器從宏觀逐步遷移到微觀,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的操作在微小芯片上的實(shí)現(xiàn),被譽(yù)為"Lab-on-a-chip"。微流控芯片的發(fā)展歷程包括了材料選擇、制備工藝、芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多個(gè)方面,不斷完善和創(chuàng)新。在材料方面,熱塑性聚合物、固化型聚合物和溶劑揮發(fā)型聚合物等不同類型的高分子材料被廣泛應(yīng)用。而在芯片結(jié)構(gòu)上,包括微通道、微結(jié)構(gòu)、進(jìn)樣口、檢測(cè)窗等多個(gè)結(jié)構(gòu)單元,設(shè)備如蠕動(dòng)泵、微量注射泵、溫控系統(tǒng)、檢測(cè)部件等也不斷創(chuàng)新。微流控芯片的主要檢測(cè)方式包括光學(xué)檢測(cè)和電學(xué)檢測(cè),其中光學(xué)檢測(cè)包括熒光、吸收光譜和化學(xué)發(fā)光檢測(cè),電學(xué)檢測(cè)包括安培、電導(dǎo)、電勢(shì)和動(dòng)態(tài)阻抗檢測(cè)等方法。在中國(guó),微流控技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于即時(shí)診斷領(lǐng)域,具有巨大的市場(chǎng)潛力。含光微納科技作為微流控芯片的解決方案供應(yīng)商,在芯片設(shè)計(jì)、開發(fā)和量產(chǎn)代工等方面提供了專業(yè)支持和服務(wù)。隨著科技的不斷進(jìn)步,微流控芯片的應(yīng)用前景將不斷拓展,為生命科學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)更多創(chuàng)新和便捷。微流控芯片的高效能和快速響應(yīng)時(shí)間,能夠幫助您更快地獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

溶劑揮發(fā)型聚合物有丙烯酸、橡膠和氟塑料等,將它們?nèi)苡谶m當(dāng)?shù)娜軇┖?,?jīng)過(guò)緩慢的揮發(fā)溶劑而得到微流控芯片。

PDMS材料因其的優(yōu)勢(shì),如成本低,使用簡(jiǎn)單,同硅片之間具有良好的粘附性,良好的化學(xué)惰性,成為一種廣泛應(yīng)用于微流控芯片領(lǐng)域的聚合物材料,在學(xué)術(shù)界與工業(yè)界中的應(yīng)用極為。PDMS芯片經(jīng)軟刻蝕加工技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)高精度微結(jié)構(gòu)的生成。PDMS芯片應(yīng)用在某些生物實(shí)驗(yàn)中,可以形成足夠穩(wěn)定的溫度梯度,便于反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)。除此之外,由于其對(duì)可見光與紫外光的穿透性,使得其得以與多種光學(xué)檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)聯(lián)用。

更重要一點(diǎn)在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中,由于PDMS的無(wú)毒特征以及透氣性,因此與其他聚合物材料相比有著不可替代的地位 我們的微流控芯片具有出色的耐用性,可在各種環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。上海PDMS微流控芯片設(shè)計(jì)

微流控芯片的智能化設(shè)計(jì),能夠自動(dòng)識(shí)別和處理樣品,減少人工操作。湖南淺析微流控芯片原理

微流控芯片材料選型原則

①芯片材料與芯片實(shí)驗(yàn)室的工作介質(zhì)之間要有良好的化學(xué)和生物相容性,不發(fā)生反應(yīng);

②芯片材料應(yīng)有很好的電絕緣性和散熱性;

③芯片材料應(yīng)具有良好的可修飾性,可產(chǎn)生電滲流或固載生物大分子;

④芯片材料應(yīng)具有良好的光學(xué)性能,對(duì)檢測(cè)信號(hào)干擾小或無(wú)干擾;

⑤芯片的制作工藝簡(jiǎn)單,材料及制作成本低廉。制作微流控芯片的主要材料有硅片、玻璃、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和紙基等。其中PDMS的使用范圍*為廣fan。這種材料不僅加工簡(jiǎn)單、光學(xué)透明,而且具有一定的彈性,可以制作功能性的部件,如微閥和微蠕動(dòng)泵等。

PDMS微閥的密度可以達(dá)到30個(gè)/cm。但是PDMS材料容易吸附疏水性小分子,導(dǎo)致背景升高和檢測(cè)偏差。為了克服非特異性吸附的問(wèn)題,表面惰性且抗黏附的聚四氟乙烯材料開始被用于制作微流控芯片。紙基通常指的具有三維交錯(cuò)纖維結(jié)構(gòu)的薄層材料,但是硝酸纖維素膜一般也常用于紙基微流控芯片的制作。因?yàn)榧埢哂袃r(jià)格便宜、比表面積大和親水毛細(xì)作用力等特點(diǎn),通過(guò)結(jié)合疏水性圖案化和縱向堆積等步驟,具有多元檢測(cè)和多步操作集成等優(yōu)點(diǎn),非常適合制作便攜易用的微流控芯片。 湖南淺析微流控芯片原理