在過去的30年中,微流控芯片已經成為cancer therapy領域診斷和cure的重要工具。可以在微流控芯片上進行各種類型的細胞和組織培養,包括2D細胞培養、3D細胞培養和組織類apparatus培養。患者來源的cancer和組織以可見、可控和高通量的方式在微流控芯片上培養,這推進了個性化醫療的過程。此外,由于可定制的性質,微流控芯片的功能正在擴展。此外,已經發現它是較為方便快捷的,因為它能夠處理少量樣品,例如來自患者活組織檢查的細胞,提供高水平的自動化,并允許建立用于cancer研究的復雜模型。在開發用于cure診斷用途的微流控芯片方面做出了各種努力。微流控分為被動式微流控和主動式微流控。貴州微流控芯片材料區別
微流控芯片在石英和玻璃的加工中,常常利用不同化學方法對其表面改性,然后可以使用光刻和蝕刻技術將微通道等微結構加工在上面。玻璃材料的加工步驟與硅材料加工稍有差異,主要步驟有:1)在玻璃基片表面鍍一層 Cr,再用甩膠機均勻的覆蓋一層光刻膠;2)利用光刻掩模遮擋,用紫外光照射,光刻膠發生化學反應;3)用顯影法去掉已曝光的光膠,用化學腐蝕的方法在鉻層上腐蝕出與掩模上平面二維圖形一致的圖案;4)用適當的刻蝕劑在基片上刻蝕通道;5)刻蝕結束后,除去光刻膠,打孔后和玻璃蓋片鍵合。標準光刻和濕法刻蝕需要昂貴的儀器和超凈的工作環境,無法實現快速批量生產。貴州微流控芯片節能規范微流控芯片的主流加工方法。
腸道微流控芯片(GoC):GoC系統模仿人類腸道的生理學。它解釋了腸道的主要功能,即消化、營養物質的吸收、腸神經的調節、體內廢物的排泄、以及伴隨微生物共生體的人體腸道的病理生理學。GoC模型主要用于精確復制具有所需微流控參數的腸道體內環境。Kim等人研究了當人類GoC被腸道微生物群落占據時腸道的蠕動運動。通過對齊兩個微通道(上部和下部)來設計微型器件,該微通道雕刻在PDMS層上,該PDMS是通過基于MEMS的微納米制造工藝制作的模板翻模制備而來,且PDMS層由涂有ECM的多孔柔性膜隔開。如圖所示,該裝置被模仿人類腸道生理學的人腸上皮細胞包裹。這樣的系統可以模擬人類腸道在某些特定因素下的蠕動運動,即流體流速。
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,也可用于監測抗tumour藥物治療效果。在tumour檢測領域,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備,總檢測時間只需20 min,具有穩定性高、攜帶方便、敏感性高等優點。由于tumour的分子機制復雜,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并區分是否具有侵襲性,以減少患者不必要的活檢和手術。單分子級 PDMS 芯片產線通過超凈加工,提升檢測靈敏度至單分子級別。
心臟組織微流控芯片(HoC)是一種先進的OoC,它模仿了服用劑型或特定藥物分子后人類心臟的整體生理學。使用該芯片已經觀察到一些不良反應。Mathur等人在2015年證明了動物試驗不足以估計測試藥物分子相對于人體的確切藥代動力學和藥效學。為此,微流控芯片技術在心血管疾病研究,心血管相關藥物開發,心臟毒性分析以及心臟組織再生研究中起著至關重要的作用。Sidorov等人于2016年創建了一個I-wired HoC。他們檢測到心肌收縮,這是通過倒置光學顯微鏡測量的。此外,工程化的3D心臟組織構建體(ECTC)現在能夠在正常和患病條件下復制心臟組織的復雜生理學。圖1C顯示了心臟組織微流控芯片的示意圖,其中上層由心臟上皮細胞組成,下層由心臟內皮細胞組成。兩層都被多孔膜隔開。它還包括有助于抽血的真空室。微流控芯片材料多樣,PDMS 軟硅膠適用于生物相容性場景,玻璃適合高透檢測。遼寧微流控技術和微流控芯片
多樣化微流控芯片加工案例覆蓋數字 PCR、單分子檢測、POCT 等多個領域。貴州微流控芯片材料區別
深硅刻蝕工藝在高深寬比結構中的技術突破:深硅刻蝕(DRIE)是制備高深寬比微流道的主要工藝,公司通過優化Bosch工藝參數,實現了深度100-500μm、寬深比1:10至1:20的微結構加工。刻蝕過程中采用電感耦合等離子體(ICP)源,結合氟基氣體(如SF6)與碳基氣體(如C4F8)的交替刻蝕與鈍化,確保側壁垂直度>89°,表面粗糙度<50nm。該技術應用于地質勘探模擬芯片時,可精確復制地下巖層的微孔結構,用于油氣滲流特性研究;在生化試劑反應腔中,高深寬比流道增加了反應物接觸面積,使酶促反應速率提升40%。公司還開發了雙面刻蝕與通孔對齊技術,實現三維立體流道網絡加工,為微反應器、微換熱器等復雜器件提供了關鍵制造能力,推動MEMS技術在能源、環境等領域的跨學科應用。貴州微流控芯片材料區別