什么是微流控技术?微流控技术是一门精确控制和操纵流体的科学技术,这些流体在几何空间上被限制在小规模流道中,通常流道系统的直径低于100µm。对于科学家和工程师来讲,微流体一词的使用方式存在不同;对许多教授来说,微流控是一个科学领域,主要应用于通过直径在100微米(µm)到1微米之间的流道研究和操纵微量流体。对微流控工程师来讲,微流控芯片(通常称为:生物MEMS芯片)的制造,主要是为了引导流体在直径为100µm至1µm的流道系统中流动。利用微流控芯片对糖尿病做检测。江苏微流控芯片夹具
微流控芯片,这个会通过检测血清中infection疾病的特异性抗体,有助于调查人群中疾病流行情况、监测疾病的传播的情况,并确定infected患者。研究人员开发一种高通量的微流控荧光免疫芯片,可以同时检测50份血清样本中多种COVID 19抗体,在COVID 19的前两周内,该方法的敏感度为95%、特异度为91%,对有症状患者,确诊率为100%。Dixon等推出一款用于检测风疹病毒IgG的数字微流控诊断平台,无需样品预处理且所有后续步骤都由平台自动进行。个性化微流控芯片微纳米加工利用微流控芯片对cancer标志物检测。
通过微流控芯片检测,有助于改进诊断性能、发现尚未被识别的致病性自身抗体。随着微流控免疫芯片的推广,自身抗体检测成为微流控免疫芯片的重要研究方向之一。此类芯片的设计不同于其他免疫芯片,用于自身抗体检测的微流控芯片须将自身抗原固定在芯片表面。Matsudaira等人通过光活性剂将自身抗原共价固定在聚酯平板上,利用光照射诱导自由基反应实现固定,不需要自身抗原的特定官能团。Ortiz等人将3种自身抗体通过羧基端硫醇化而固定在聚酯表面,用于检测乳糜泻特异性自身抗体,该微流控芯片的敏感性接近商品化酶联免疫吸附试验试剂盒。
在过去的30年中,微流控芯片已经成为cancer therapy领域诊断和cure的重要工具。可以在微流控芯片上进行各种类型的细胞和组织培养,包括2D细胞培养、3D细胞培养和组织类apparatus培养。患者来源的cancer和组织以可见、可控和高通量的方式在微流控芯片上培养,这推进了个性化医疗的过程。此外,由于可定制的性质,微流控芯片的功能正在扩展。此外,已经发现它是较为方便快捷的,因为它能够处理少量样品,例如来自患者活组织检查的细胞,提供高水平的自动化,并允许建立用于cancer研究的复杂模型。在开发用于cure诊断用途的微流控芯片方面做出了各种努力。微流控芯片硅质材料的加工工艺。
微流控分析芯片当初只是作为纳米技术的一个补充,在经历了大肆宣传及冷落的不同时期后,却实现了商业化生产。微流控分析芯片在美国被称为“芯片实验室”(lab-on-a-chip),在欧洲被称为“微整合分析芯片”(micrototal analytical systems),随着材料科学、微纳米加工技术(MEMS)和微电子学所取得的突破性进展,微流控芯片也得到了迅速发展,但还是远不及“摩尔定律”所预测的半导体发展速度。现在阻碍微流控技术发展的瓶颈仍然是早期限制其发展的制造加工和应用方面的问题。单分子免疫微流控生物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。江苏微流控芯片耗材
皮肤微流控芯片的应用。江苏微流控芯片夹具
微流体的操控的难题:自动精确地操控液体流动是微流控免疫芯片的主要挑战之一。目前通常依赖复杂的通道、阀门、泵、混合器等,通过控制阀门的开关实现多步骤反应有序进行。尽管各种阀门的尺寸很小,但使阀门有序工作需要庞大的外部泵、连接器和控制设备,从而阻碍了芯片的集成性、便携性和自动化。为尽可能减少驱动泵等辅助设备以使系统小型化,Mauk等研究人员结合层压、柔韧的“袋”和“膜”结构来减少或消除用于流体控制的辅助仪器,通过手指按压充气囊或充液囊实现流体驱动。此外研究人员还尝试通过复杂的多层设计,更利于控制试剂加载、液体流动,如Furutani等人开发了一种6层芯片叠加黏合而成的光盘形微流控设备,每一层都有其特定功能,如加载孔、储液池、反应腔等,尽可能避免降低敏感性。江苏微流控芯片夹具