特定設(shè)計芯片的批量生產(chǎn)也降低了其成本。Caliper的旗艦產(chǎn)品是LabChip 3000新藥研發(fā)系統(tǒng),其微流體成分分析可以達到10萬個樣品,還有用于高通量基因和蛋白分析的LabChip 90 電泳系統(tǒng)。據(jù)Caliper宣稱,75 %的主要制藥和生物技術(shù)公司都在使用LabChip 3000系統(tǒng)。美國加州的安捷倫科技公司曾與Caliper科技公司簽署正式合作協(xié)議,該項合作于1998年開始,安捷倫作為一個儀器生產(chǎn)商的實力,結(jié)合其在噴墨墨盒的經(jīng)驗,在微流控技術(shù)尚未成熟時,就對微流體市場做出了獨特的預(yù)見,除了采用MEMS微納米加工技術(shù)外,采用噴墨打印是目前為止微流控技術(shù)應(yīng)用很多的產(chǎn)品路徑之一。利用微流控芯片做抗體檢測。湖北微流控芯片服務(wù)
深硅刻蝕工藝在高深寬比結(jié)構(gòu)中的技術(shù)突破:深硅刻蝕(DRIE)是制備高深寬比微流道的主要工藝,公司通過優(yōu)化Bosch工藝參數(shù),實現(xiàn)了深度100-500μm、寬深比1:10至1:20的微結(jié)構(gòu)加工。刻蝕過程中采用電感耦合等離子體(ICP)源,結(jié)合氟基氣體(如SF6)與碳基氣體(如C4F8)的交替刻蝕與鈍化,確保側(cè)壁垂直度>89°,表面粗糙度<50nm。該技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘探模擬芯片時,可精確復(fù)制地下巖層的微孔結(jié)構(gòu),用于油氣滲流特性研究;在生化試劑反應(yīng)腔中,高深寬比流道增加了反應(yīng)物接觸面積,使酶促反應(yīng)速率提升40%。公司還開發(fā)了雙面刻蝕與通孔對齊技術(shù),實現(xiàn)三維立體流道網(wǎng)絡(luò)加工,為微反應(yīng)器、微換熱器等復(fù)雜器件提供了關(guān)鍵制造能力,推動MEMS技術(shù)在能源、環(huán)境等領(lǐng)域的跨學(xué)科應(yīng)用。貴州微流控芯片平臺MEMS 工藝實現(xiàn)超薄柔性生物電極定制,用于腦機接口電刺激與電信號記錄。
微米級尺度微流控芯片的精密加工與應(yīng)用:在0.5-5μm微米級尺度微流控芯片加工領(lǐng)域,公司依托MEMS光刻、深硅刻蝕及納米壓印等技術(shù),實現(xiàn)亞微米級精度的微流道、微孔陣列及三維結(jié)構(gòu)制造。電鏡下可見的精細(xì)流道網(wǎng)絡(luò),其寬度誤差可控制在±50nm以內(nèi),適用于單分子檢測、液滴生成等超高精度場景。例如,在單分子免疫檢測芯片中,微米級微孔陣列可實現(xiàn)單個生物分子的捕獲與熒光信號放大,檢測靈敏度較傳統(tǒng)方法提升10倍以上。該尺度芯片的加工難點在于材料刻蝕均勻性與表面粗糙度控制,公司通過干濕結(jié)合刻蝕工藝與表面化學(xué)修飾技術(shù),解決了高深寬比結(jié)構(gòu)(如10:1以上)的加工瓶頸,成功應(yīng)用于外泌體分選、循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲等前沿生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,為精細(xì)醫(yī)療提供器件支撐。
先前報道了微流控芯片的另一項采用體外細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的研究,其中軸突和體細(xì)胞被物理分離,從而允許軸突通過微通道。借助這項技術(shù),神經(jīng)科學(xué)家可以研究軸突本身的特征,或者可以確定藥物對軸突部分的作用,并可以分析軸突切斷術(shù)后的軸突再生。值得一提的是,微通道可能會對組織或細(xì)胞產(chǎn)生剪切應(yīng)力,從而導(dǎo)致細(xì)胞損傷。被困在微通道下的氣泡可能會破壞流動特性,并可能導(dǎo)致細(xì)胞損傷。在設(shè)計此類3D生物芯片設(shè)備時,通常三明治設(shè)計,其中內(nèi)皮細(xì)胞在上層生長,腦細(xì)胞在下層生長,由多孔膜分叉,該膜充當(dāng)血腦屏障。熱壓印工藝實現(xiàn)硬質(zhì)塑料微結(jié)構(gòu)快速成型,降低小批量生產(chǎn)周期與成本。
安捷倫在微流控技術(shù)平臺上的三個主要產(chǎn)品是Agilent 2100、 Bioanalyzer/5100、 Automated Lab-on-a-Chip (后有斯坦福大學(xué)Stephen Quake研究小組開發(fā)的微流體控制因素大規(guī)模地綜合應(yīng)用和瑞士Spinx Technologies開發(fā)的激光控制閥門。澳大利亞墨爾本蒙納士大學(xué)的研究者正在開發(fā)可在微通道內(nèi)吸取、混合和濃縮分析樣品的等離子體偏振方法。等離子體不接觸工作流體便可產(chǎn)生“推力”,具有維持流體穩(wěn)定流動,對電解質(zhì)溶液不敏感也不受其污染的優(yōu)點。瑞士蘇黎士聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)的David Juncker認(rèn)為,流體的驅(qū)動沒有必要采用這類高新技術(shù),利用簡單的毛細(xì)管效應(yīng)就可以驅(qū)動流體通過微通道。微流控技術(shù)在生物領(lǐng)域上的應(yīng)用。浙江微流控芯片之柔性電極定制
干濕結(jié)合刻蝕技術(shù)制備納米級微針,可用于組織液提取與電化學(xué)檢測器件。湖北微流控芯片服務(wù)
在微流控芯片定制加工方面,公司已建立完善的PDMS芯片標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)線,以自研產(chǎn)品單分子系列PDMS芯片產(chǎn)線為基礎(chǔ),建立了完善的PDMS硅膠來料、PDMS芯片加工、PDMS成品質(zhì)檢、測試小試產(chǎn)線。涵蓋硅膠來料處理、精密模具成型、成品質(zhì)檢等環(huán)節(jié),可批量交付單分子級檢測芯片、液滴生成芯片等產(chǎn)品。其微流控解決方案廣泛應(yīng)用于毛細(xì)導(dǎo)流模擬、高通量測序反應(yīng)腔構(gòu)建、地質(zhì)勘探流體分析等多元化場景,彰顯“MEMS+醫(yī)療”技術(shù)跨界融合的創(chuàng)新價值。通過工藝標(biāo)準(zhǔn)化與定制化能力的深度協(xié)同,正推動微納加工技術(shù)從實驗室原型向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的高效轉(zhuǎn)化。湖北微流控芯片服務(wù)