微流控芯片技术采用先进的MEMS和半导体跨界创新策略,是生命科学和生物医学领域的新兴科学。该技术能够有效控制液体的物理化学反应。由于其微型缩小方法,它带来了高质量交换和高通量。它主要用于药物发现、蛋白质组学、药物筛选、临床分析和食品创新。目前,各种类型的微流控芯片用于各项领域。与传统方法相比,微流控芯片技术在耗时和所需样品和试剂量方面具有很大优势。在药物研究中,微流控创新可以与其他各种检测设备集成,例如PCR,ESI-MS,MALDI-MS和GC-MS等。微流控芯片的用途有什么?单分子免疫微流体生物传感芯片是微流控技术在超高灵敏度生物检测领域的一大应用。陕西微流控芯片技术的研究进展
先前报道了微流控芯片的另一项采用体外细胞培养技术的研究,其中轴突和体细胞被物理分离,从而允许轴突通过微通道。借助这项技术,神经科学家可以研究轴突本身的特征,或者可以确定药物对轴突部分的作用,并可以分析轴突切断术后的轴突再生。值得一提的是,微通道可能会对组织或细胞产生剪切应力,从而导致细胞损伤。被困在微通道下的气泡可能会破坏流动特性,并可能导致细胞损伤。在设计此类3D生物芯片设备时,通常三明治设计,其中内皮细胞在上层生长,脑细胞在下层生长,由多孔膜分叉,该膜充当血脑屏障。山东微流控芯片市场利用微流控芯片对糖尿病做检测。
微流控芯片在石英和玻璃的加工中,常常利用不同化学方法对其表面改性,然后可以使用光刻和蚀刻技术将微通道等微结构加工在上面。玻璃材料的加工步骤与硅材料加工稍有差异,主要步骤有:1)在玻璃基片表面镀一层 Cr,再用甩胶机均匀的覆盖一层光刻胶;2)利用光刻掩模遮挡,用紫外光照射,光刻胶发生化学反应;3)用显影法去掉已曝光的光胶,用化学腐蚀的方法在铬层上腐蚀出与掩模上平面二维图形一致的图案;4)用适当的刻蚀剂在基片上刻蚀通道;5)刻蚀结束后,除去光刻胶,打孔后和玻璃盖片键合。标准光刻和湿法刻蚀需要昂贵的仪器和超净的工作环境,无法实现快速批量生产。
微流控芯片技术是生物医学应用领域的新兴工具。微流控芯片具有在不同材料(玻璃,硅或聚合物,如聚二甲基硅氧烷或PDMS,聚甲基丙烯酸甲酯或PMMA)上的一组凹槽或微通道。形成微流控芯片的微通道彼此互连以获得期望的结果。微流控芯片中的微通道的组织通过穿透芯片的输入和输出与外部相关联,作为宏观和微观世界之间的界面。在泵和芯片的帮助下,微流控芯片有助于确定微流控的行为变化。芯片内部有微流控通道,可以处理流体。微流控芯片具有许多优点,包括较少的时间和试剂利用率,除此之外,它还可以同时执行许多操作。芯片的微型尺寸随着表面积的增加而加快反应。在接下来的文章中,我们着重讨论各种微流控芯片的设计及其生物医学应用。微流控芯片技术用于基因测序。
利用微流控芯片对tumour标志物检测:通过检测tumour特异性生物标志物含量可以在早期得知患病信息,也可用于监测抗tumour药物治疗效果。在tumour检测领域,Regiart等研制一种用于tumour生物标志物检测的超敏感便携式微流控设备,总检测时间只需20 min,具有稳定性高、携带方便、敏感性高等优点。由于tumour的分子机制复杂,不能依靠单一生物标志物来诊断,同时测定一组生物标志物可显著提高诊断的特异性和准确性。Jones等人设计了一款可同时检测8种标志物的微流控免疫芯片,用于诊断前列腺cancer并区分是否具有侵袭性,以减少患者不必要的活检和手术。微流控芯片的前景是什么?陕西微流控芯片技术的研究进展
微流控芯片的基本实现方式有:MEMS微纳米加工技术、光刻、飞秒激光直写、LIGA、注塑、刻蚀等等;陕西微流控芯片技术的研究进展
微流控芯片在技术优势上是一个交叉科学的高度集成芯片,可以实现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,已经发展成为一个集生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等为一体的高科技生物传感芯片。
目前针对加工技术的研究领域中,飞秒激光直写技术通常采用的是双光子聚合原理,该原理的基础来自于双光子吸收。简单地来讲,就是光聚合材料在光强足够大的条件下,同时吸收两个近红外光子,材料发生越来越多的光聚合反应。飞秒激光凭借着自己波长大的特性,可以很轻松地穿过材料抵达内部,使材料发生反应而聚合。科学家利用此原理,可以编制程序控制一束激光束逐点扫描建立起3D微纳结构,比如利用双光子吸收诱导光刻胶聚合。光刻胶是一种光敏材料,市面上以正胶和负胶较为常见,分别应用于激光非辐照区和辐照区的加工。除了可以用在聚合物上,双光子吸收还可以用于MEMS微机械制造,形成一些光化学或光物理机制。目前为止,光刻胶、微结构金属、碳材料等等都可以通过多光子的吸收过程进行加工,由此可以看出,双光子聚合具有比较多的可加工材料。 陕西微流控芯片技术的研究进展