皮肤微流控芯片(SoC):SoC是一种生物工程模型,其中皮肤组织在微流控系统内培养,其足以模拟天然人类皮肤的3D微环境。为了制造微型化的SoC模型,将人体皮肤组织整合到微流控平台上,以便它可以模拟人体皮肤的体内条件。传统的2D模型无法重建体内发现的多重3D细胞间和细胞间相互作用。然而,这可以在3DSoC模型的帮助下进行研究。表皮和真皮层,Lee等人使用3D生物打印的角质形成细胞和成纤维细胞来创建人体皮肤组织。该系统通常主要有三层:底层,中间层和上层。下层包含微血管通道。多孔膜位于中间/中间层,将上层和下层分开,而上层包括培养室和侧向气动通道。SoC的基本设置如图所示。微血管通道为内皮单层的形成提供了机械支持。硅片微流道加工集成微电极,构建脑机接口柔性电极系统减少手术创伤。江苏关于微流控芯片
微流控芯片加工的跨尺度集成技术与系统整合;公司突破单一尺度加工限制,实现纳米级至毫米级结构的跨尺度集成,构建功能复杂的微流控系统。在芯片实验室(Lab-on-a-Chip)中,纳米级表面纹理(粗糙度 Ra<50nm)促进细胞外基质蛋白吸附,微米级流道(宽度 50μm)控制流体剪切力,毫米级进样口(直径 1mm)兼容常规注射器,形成从分子到***层面的整合平台。跨尺度加工结合多层键合技术,实现三维流道网络与传感器阵列的集成,例如血糖监测芯片集成微流道、酶电极与无线传输模块,实时监测组织液葡萄糖浓度并远程传输数据。该技术推动微流控芯片从单一功能器件向复杂系统进化,满足前端医疗设备与智能传感器的集成化需求。中国香港微流控芯片检测微流控技术能够把样本检测整个过程集中在几厘米的芯片上。
深硅刻蚀工艺在高深宽比结构中的技术突破:深硅刻蚀(DRIE)是制备高深宽比微流道的主要工艺,公司通过优化Bosch工艺参数,实现了深度100-500μm、宽深比1:10至1:20的微结构加工。刻蚀过程中采用电感耦合等离子体(ICP)源,结合氟基气体(如SF6)与碳基气体(如C4F8)的交替刻蚀与钝化,确保侧壁垂直度>89°,表面粗糙度<50nm。该技术应用于地质勘探模拟芯片时,可精确复制地下岩层的微孔结构,用于油气渗流特性研究;在生化试剂反应腔中,高深宽比流道增加了反应物接触面积,使酶促反应速率提升40%。公司还开发了双面刻蚀与通孔对齐技术,实现三维立体流道网络加工,为微反应器、微换热器等复杂器件提供了关键制造能力,推动MEMS技术在能源、环境等领域的跨学科应用。
纳米级结构的集成的,让微流控芯片的性能实现质的飞跃,深圳市勃望初芯半导体科技有限公司凭借 EBL 电子束光刻技术,在微流控芯片上实现纳米级功能结构,拓展应用边界。公司可制作基于纳米级微电极阵列的超表面芯片,电极间距小可达 50nm,能精细捕获生物电信号,如在神经科学研究中,该芯片可记录单个神经元的电活动,为脑科学研究提供高分辨率工具;也可制作纳米级金属微柱阵列芯片,通过调控微柱尺寸与排布,实现生物分子的特异性捕获,如在早期检测中,微柱阵列可高效捕获血液中的循环肿瘤细胞(CTCs),捕获效率达 95% 以上。在某生物医疗公司的合作中,勃望初芯为其定制纳米微电极阵列微流控芯片,用于心肌细胞电生理检测,芯片可实时监测心肌细胞的动作电位,为药物心脏毒性评估提供精细数据,这种 “微流控 + 纳米结构” 的融合创新,让芯片具备了传统器件无法比拟的性能优势。微流控芯片技术用于基因测序。
Lee等人先前解释说,与2D模型相比,微流控3D技术中肾单位的药效学和病理生理学反应更为实用。KoC已被开发并证明可显示出更好的药物肾毒性体内后果,该系统已被进一步用于确定各种药物诱导的生物反应。此外,它还有助于培养近端小管,用于观察预测药物诱导的肾损伤(DIKI)和药物相互作用的生物标志物。肾脏器官芯片模型的简单设计基本上由两层组成。上层包含近端小管上皮细胞,下层包含内皮细胞。如图1D所示,位于中间的多孔膜将两层分开。显微镜与电镜测量确保微流道精度,支撑高精度生物芯片开发与生产。江苏微流控芯片产业
MEMS 工艺实现超薄柔性生物电极定制,用于脑机接口电刺激与电信号记录。江苏关于微流控芯片
大脑微流控芯片:与神经元和细胞间相互作用直接相关的因素在脑组织功能的情况下起着重要作用。大脑及其组织的研究在很大程度上是复杂的,这使得诸如培养皿或培养瓶之类的2D模型无效,因为这些系统无法模拟大脑的实际生理环境。为了克服这一局限性,研究人员目前正在研究开发大脑微流控芯片平台,可以在先进的小型化工程平台下研究大脑的生理因素,该平台可以通过多步光刻技术制备。它通过制造不同尺寸的微通道进一步实现了对脑组织的研究。江苏关于微流控芯片