玻璃基微流控芯片的精密刻蚀与键合工艺:玻璃因其高透光性、化学稳定性及表面平整性,成为光学检测类微流控芯片的理想材料。公司采用湿法刻蚀与干法刻蚀结合工艺,在玻璃基板上实现1-200μm深度的微流道加工,配合双面光刻对准技术,确保流道结构的三维高精度匹配。刻蚀后的玻璃芯片通过高温键合(300-450℃)或阳极键合实现密封,键合强度可达5MPa以上,耐受高压流体传输(如100kPa压力下无泄漏)。典型应用包括荧光显微成像芯片、拉曼光谱检测芯片,其光滑的玻璃表面可直接进行生物分子修饰,用于DNA杂交、蛋白质吸附等反应。公司在玻璃芯片加工中攻克了大尺寸基板(如4英寸晶圆)的均匀刻蚀难题,通过优化刻蚀液配比与等离子体参数,将流道深度误差控制在±2%以内,满足前端科研与工业检测对芯片一致性的严苛要求。POCT 微流控芯片通过集成设计,实现无泵阀自动化样本处理与快速检测。湖北微流控芯片图片
肠道微流控芯片(GoC):GoC系统模仿人类肠道的生理学。它解释了肠道的主要功能,即消化、营养物质的吸收、肠神经的调节、体内废物的排泄、以及伴随微生物共生体的人体肠道的病理生理学。GoC模型主要用于精确复制具有所需微流控参数的肠道体内环境。Kim等人研究了当人类GoC被肠道微生物群落占据时肠道的蠕动运动。通过对齐两个微通道(上部和下部)来设计微型器件,该微通道雕刻在PDMS层上,该PDMS是通过基于MEMS的微纳米制造工艺制作的模板翻模制备而来,且PDMS层由涂有ECM的多孔柔性膜隔开。如图所示,该装置被模仿人类肠道生理学的人肠上皮细胞包裹。这样的系统可以模拟人类肠道在某些特定因素下的蠕动运动,即流体流速。上海微流控芯片性能微流控芯片技术用于液体活检。
微流控芯片的硅质材料加工工艺:是在硅材料的加工中,光刻(lithography)和湿法刻蚀(wetetching)技术是2种常规工艺。由于硅材料具有良好的光洁度和很成熟的加工工艺,主要用于加工微泵、微阀等液流驱动和控制器件,或者在热压法和模塑法中作为高分子聚合物材料加工的阳模。光刻是用光胶、掩模和紫外光进行微制造。光刻和湿法蚀刻技术通常由薄膜沉淀、光刻、刻蚀3个工序组成。在薄膜表面用甩胶机均匀地附上一层光胶。然后将掩模上的图像转移到光胶层上,此步骤首先在基片上覆盖一层薄膜,为光刻。再将光刻上的图像,转移到薄膜,并在基片上加工一定深度的微结构,此步骤完成了蚀刻。
微流体的操控的难题:自动精确地操控液体流动是微流控免疫芯片的主要挑战之一。目前通常依赖复杂的通道、阀门、泵、混合器等,通过控制阀门的开关实现多步骤反应有序进行。尽管各种阀门的尺寸很小,但使阀门有序工作需要庞大的外部泵、连接器和控制设备,从而阻碍了芯片的集成性、便携性和自动化。为尽可能减少驱动泵等辅助设备以使系统小型化,Mauk等研究人员结合层压、柔韧的“袋”和“膜”结构来减少或消除用于流体控制的辅助仪器,通过手指按压充气囊或充液囊实现流体驱动。此外研究人员还尝试通过复杂的多层设计,更利于控制试剂加载、液体流动,如Furutani等人开发了一种6层芯片叠加黏合而成的光盘形微流控设备,每一层都有其特定功能,如加载孔、储液池、反应腔等,尽可能避免降低敏感性。热压印工艺实现硬质塑料微结构快速成型,降低小批量生产周期与成本。
微流控芯片简介微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力,已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械、微机电系统MEMS、和微电子等学科交叉的崭新研究领域。微流控芯片分类包括:白金电阻芯片,压力传感芯片,微纳米反应器芯片,微流体燃料电池芯片,微/纳米流体过滤芯片等。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力。干湿结合刻蚀技术制备纳米级微针,可用于组织液提取与电化学检测器件。辽宁微流控芯片材料区别
利用微流控芯片对自身抗体检测。湖北微流控芯片图片
特定设计芯片的批量生产也降低了其成本。Caliper的旗舰产品是LabChip3000新药研发系统,其微流体成分分析可以达到10万个样品,还有用于高通量基因和蛋白分析的LabChip90电泳系统。据Caliper宣称,75%的主要制药和生物技术公司都在使用LabChip3000系统。美国加州的安捷伦科技公司曾与Caliper科技公司签署正式合作协议,该项合作于1998年开始,安捷伦作为一个仪器生产商的实力,结合其在喷墨墨盒的经验,在微流控技术尚未成熟时,就对微流体市场做出了独特的预见,除了采用MEMS微纳米加工技术外,采用喷墨打印是目前为止微流控技术应用很多的产品路径之一。湖北微流控芯片图片