微流控芯片簡介微流控芯片技術(shù)(Microfluidics)是把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上,自動完成分析全過程。由于它在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的巨大潛力,已經(jīng)發(fā)展成為一個生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、流體、電子、材料、機械、微機電系統(tǒng)MEMS、和微電子等學(xué)科交叉的嶄新研究領(lǐng)域。微流控芯片分類包括:白金電阻芯片,壓力傳感芯片,微納米反應(yīng)器芯片,微流體燃料電池芯片,微/納米流體過濾芯片等。由于它在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的巨大潛力。 微流控芯片的組成材料是什么?高科技微流控芯片組成
微流控芯片是微流控技術(shù)實現(xiàn)的主要平臺。其裝置特征主要是其容納流體的有效結(jié)構(gòu)(通道、反應(yīng)室和其它某些功能部件)至少在一個緯度上為微米級尺度。由于微米級的結(jié)構(gòu),流體在其中顯示和產(chǎn)生了與宏觀尺度不同的特殊性能。因此發(fā)展出獨特的分析產(chǎn)生的性能。微流控芯片的特點及發(fā)展優(yōu)勢:微流控芯片具有液體流動可控、消耗試樣和試劑極少、分析速度成十倍上百倍地提高等特點,它可以在幾分鐘甚至更短的時間內(nèi)進行上百個樣品的同時分析,并且可以在線實現(xiàn)樣品的預(yù)處理及分析全過程。高科技微流控芯片組成微流控芯片的特點是什么?
微流控芯片的原理:微流控芯片基于微流體力學(xué)原理,通過對微尺度通道內(nèi)流體的操控,實現(xiàn)對微小流體的混合、分離、傳輸和操控。微流控芯片的操作通常通過控制微閥門、微泵等來調(diào)節(jié)流體的壓力、流速和流量,從而實現(xiàn)對微流體的控制。
微流控芯片的分類:微流控芯片可以根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域和功能進行分類,常見的分類包括:生物傳感芯片-用于生物醫(yī)學(xué)研究、生物分析和生物檢測等領(lǐng)域,如細胞培養(yǎng)芯片、DNA分析芯片等。化學(xué)芯片:用于化學(xué)分析、化學(xué)合成和藥物篩選等領(lǐng)域,如微反應(yīng)器芯片、分析芯片等。環(huán)境芯片:用于環(huán)境監(jiān)測和污染物檢測等領(lǐng)域,如水質(zhì)監(jiān)測芯片、氣體傳感器芯片等。
利用微流控芯片對tumour標志物檢測:通過檢測tumour特異性生物標志物含量可以在早期得知患病信息,也可用于監(jiān)測抗tumour藥物治療效果。在tumour檢測領(lǐng)域,Regiart等研制一種用于tumour生物標志物檢測的超敏感便攜式微流控設(shè)備,總檢測時間只需20 min,具有穩(wěn)定性高、攜帶方便、敏感性高等優(yōu)點。由于tumour的分子機制復(fù)雜,不能依靠單一生物標志物來診斷,同時測定一組生物標志物可顯著提高診斷的特異性和準確性。Jones等人設(shè)計了一款可同時檢測8種標志物的微流控免疫芯片,用于診斷前列腺cancer并區(qū)分是否具有侵襲性,以減少患者不必要的活檢和手術(shù)。微流控芯片技術(shù)用于單細胞分析。
安捷倫已有一些儀器使用趨向于具有更多可用性方面的經(jīng)驗,并將這些經(jīng)驗應(yīng)用到了微流體技術(shù)開發(fā)上。微流體和生物傳感器的項目經(jīng)理Kevin Killeen博士在接受采訪時說,安捷倫的目標是為終端使用者解除負擔,“由適宜的儀器產(chǎn)品組裝成的系統(tǒng)可以讓非專業(yè)人士操縱專業(yè)設(shè)備”。微流體技術(shù)也需要適時表現(xiàn)出其自身的實用性和可靠性,例如,納米級電噴霧質(zhì)譜分析(nano-electrospray MS)不必考慮其頂端的閉合及邊帶的加寬,Killeen補充道:“對于生物學(xué)家來說,微流控技術(shù)的價值就在于此。”基于MEMS發(fā)展而來的微流控芯片技術(shù)。高科技微流控芯片組成
微流控芯片技術(shù)用于PCR反應(yīng)。高科技微流控芯片組成
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模。光刻是用光膠、掩模和紫外光進行微制造。光刻和濕法蝕刻技術(shù)通常由薄膜沉淀、光刻、刻蝕3個工序組成。在薄膜表面用甩膠機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。高科技微流控芯片組成