lab-on-chip 产生的应用目的是实现微全分析系统的目标-芯片实验室,目前工作发展的重点应用领域是生命科学领域。当前(2006)研究现状:创新多集中于分离、检测体系方面;对芯片上如何引入实际样品分析的诸多问题,如样品引入、换样、前处理等有关研究还十分薄弱。它的发展依赖于多学科交叉的发展。目前媒体普遍认为的生物芯片(micro-arrays),如,基因芯片、蛋白质芯片等只是微流量为零的点阵列型杂交芯片,功能非常有限,属于微流控芯片(micro-chip)的特殊类型,微流控芯片具有更广的类型、功能与用途,可以开发出生物计算机、基因与蛋白质测序、质谱和色谱等分析系统,成为系统生物学尤其系统遗传学的极为重要的技术基础。单分子级 PDMS 芯片产线通过超净加工,提升检测灵敏度至单分子级别。浙江微流控芯片共同合作
生物芯片表面亲疏水涂层工艺的精细控制:亲疏水涂层是调节微流控芯片内流体行为的关键技术,公司通过气相沉积、溶液涂覆及等离子体处理等方法,实现表面接触角在30°-120°范围内的精细调控(精度±2°)。在液滴生成芯片中,疏水涂层流道配合亲水微孔,可实现单分散液滴的稳定生成,液滴尺寸变异系数<5%;在细胞培养芯片中,亲水性表面促进细胞贴壁,结合梯度涂层设计实现细胞迁移方向控制,用于肿瘤细胞侵袭研究。涂层材料包括全氟聚醚(PFPE)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)及亲水性聚合物,通过表面能匹配与化学接枝技术,确保涂层在酸碱环境(pH2-12)与有机溶剂中稳定存在超过200小时。该技术解决了复杂流道内流体滞留、气泡形成等问题,提升了芯片在生化反应、药物筛选等场景中的可靠性,成为微纳加工领域的核心竞争力之一。江西微流控芯片的技术服务微流控芯片的流体驱动与检测。
标准化PDMS芯片产线:公司自建的PDMS芯片产线采用全自动化模塑工艺,涵盖原料混炼、真空脱泡、高温固化(80℃/2 h)及等离子亲水化处理等关键环节。产线配备高精度模具(公差±2 μm)与光学检测系统,可批量生产单分子检测芯片、液滴生成芯片等产品。例如,液滴芯片通过流聚焦结构生成单分散乳液(CV<3%),通量达10,000滴/秒,用于单细胞RNA测序时,细胞捕获效率超过95%。此外,PDMS芯片的表面改性技术(如二氧化硅涂层)可降低生物污染,在长期细胞培养中保持表面亲水性超过30天。该产线已为多家IVD企业提供定制化服务,例如开发的核酸快检芯片,将样本到结果的时间缩短至30分钟,灵敏度达98%,成为基层医疗机构的主要检测工具。
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。微流控芯片产业的深度分析。
微流控芯片的组成:微流控芯片由主体芯片、流体控制模块、信号采集模块和外部控制模块组成。主体芯片是一个微通道网络,由微流道、微阀门、微泵等构成;流体控制模块负责流体的输入、输出和控制;信号采集模块用于采集传感器的信号;外部控制模块用于控制芯片的操作。微流控芯片的特点:尺寸小:微流控芯片的尺寸通常为毫米级或更小,体积小巧,便于集成和携带。快速高效:微流控芯片能够实现快速混合、传输和分离微流体,反应速度快,效率高。灵活可控:微流控芯片可以通过控制微阀门、微泵等实现对微流体的精确控制和调节。低成本:与传统的实验室设备相比,微流控芯片具有成本低廉的优势,节省了实验室的成本和资源。微流控芯片技术用于液体活检。西藏微流控芯片扣件
微流控芯片在不同领域都有非常广阔的应用前景。浙江微流控芯片共同合作
微流控芯片对于胰岛素的补充检测:抗胰岛素自身抗体是Ⅰ型糖尿病中出现的抗体,但当胰岛素被固定在检测平台上时,表位结合位点的关键三级结构发生改变,故而难以用常规方法检测,Zhang等在芯片表面喷涂生物相容的支链聚乙二醇层,用以保护胰岛抗原的天然构象,该芯片可以在低样本量下同时检测多个胰岛抗原特异性自身抗体,且检测结果不受全血样本中复杂背景的影响。也有研究团队尝试通过检测自身抗体以对心血管疾病、慢性疾病作出诊断。Dinter等研究人员将微流体芯片和微珠技术相结合,用以检测3种心血管疾病相关自身抗体并进行抗体滴度测定。Lin等人设计制造的免疫分析平台可在45 min内检测临床患者血清抗tumour蛋白53(tumor protein 53,p53)自身抗体浓度,有望用于口腔鳞状细胞cancer的筛查。浙江微流控芯片共同合作