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(shù)將微通道等微結(jié)構(gòu)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(fā)生化學反應(yīng);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?shù)目涛g劑在基片上刻蝕通道;5)刻蝕結(jié)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(huán)境,無法實現(xiàn)快速批量生產(chǎn)。微流控芯片技術(shù)用于藥物篩選。廣東微流控芯片方法
lab-on-chip 產(chǎn)生的應(yīng)用目的是實現(xiàn)微全分析系統(tǒng)的目標-芯片實驗室,目前工作發(fā)展的重點應(yīng)用領(lǐng)域是生命科學領(lǐng)域。當前(2006)研究現(xiàn)狀:創(chuàng)新多集中于分離、檢測體系方面;對芯片上如何引入實際樣品分析的諸多問題,如樣品引入、換樣、前處理等有關(guān)研究還十分薄弱。它的發(fā)展依賴于多學科交叉的發(fā)展。目前媒體普遍認為的生物芯片(micro-arrays),如,基因芯片、蛋白質(zhì)芯片等只是微流量為零的點陣列型雜交芯片,功能非常有限,屬于微流控芯片(micro-chip)的特殊類型,微流控芯片具有更廣的類型、功能與用途,可以開發(fā)出生物計算機、基因與蛋白質(zhì)測序、質(zhì)譜和色譜等分析系統(tǒng),成為系統(tǒng)生物學尤其系統(tǒng)遺傳學的極為重要的技術(shù)基礎(chǔ)。江蘇微流控芯片組成單分子級 PDMS 芯片產(chǎn)線通過超凈加工,提升檢測靈敏度至單分子級別。
基于微流控技術(shù)的生物醫(yī)學,應(yīng)用微流控技術(shù)在藥物篩選、蛋白質(zhì)組學、醫(yī)學診斷、生物傳感器和組織工程等方面有著很好的應(yīng)用前景。微流控芯片技術(shù)在藥物開發(fā)、農(nóng)藥殘留分析、檢測和食品安全傳感中發(fā)揮著重要作用,芯片也可以與其他各種設(shè)備集成,即比色計,熒光計和分光光度計。它有助于監(jiān)測hormone secretion、與HPLC結(jié)合的肽分析、腫瘤細胞代謝分析以及其他一些應(yīng)用。在藥物分析層面,它主要強調(diào)化學部分的鑒定、表征、純化和結(jié)構(gòu)闡明。據(jù)報道,在分析過程中,有幾個重大挑戰(zhàn)可能會阻礙結(jié)果,即吞吐量低、需要大量樣品或試劑、過程中準確性降低和繁瑣。在這種情況下,采用微流控芯片技術(shù)來減少這些挑戰(zhàn)。
什么是微流控技術(shù)?微流控技術(shù)是一門精確控制和操縱流體的科學技術(shù),這些流體在幾何空間上被限制在小規(guī)模流道中,通常流道系統(tǒng)的直徑低于100μm。對于科學家和工程師來講,微流體一詞的使用方式存在不同;對許多教授來說,微流控是一個科學領(lǐng)域,主要應(yīng)用于通過直徑在100微米(μm)到1微米之間的流道研究和操縱微量流體。對微流控工程師來講,微流控芯片(通常稱為:生物MEMS芯片)的制造,主要是為了引導流體在直徑為100μm至1μm的流道系統(tǒng)中流動。POCT 微流控芯片通過集成設(shè)計,實現(xiàn)無泵閥自動化樣本處理與快速檢測。
玻璃基微流控芯片的精密刻蝕與鍵合工藝:玻璃因其高透光性、化學穩(wěn)定性及表面平整性,成為光學檢測類微流控芯片的理想材料。公司采用濕法刻蝕與干法刻蝕結(jié)合工藝,在玻璃基板上實現(xiàn)1-200μm深度的微流道加工,配合雙面光刻對準技術(shù),確保流道結(jié)構(gòu)的三維高精度匹配??涛g后的玻璃芯片通過高溫鍵合(300-450℃)或陽極鍵合實現(xiàn)密封,鍵合強度可達5MPa以上,耐受高壓流體傳輸(如100kPa壓力下無泄漏)。典型應(yīng)用包括熒光顯微成像芯片、拉曼光譜檢測芯片,其光滑的玻璃表面可直接進行生物分子修飾,用于DNA雜交、蛋白質(zhì)吸附等反應(yīng)。公司在玻璃芯片加工中攻克了大尺寸基板(如4英寸晶圓)的均勻刻蝕難題,通過優(yōu)化刻蝕液配比與等離子體參數(shù),將流道深度誤差控制在±2%以內(nèi),滿足前端科研與工業(yè)檢測對芯片一致性的嚴苛要求。多樣化微流控芯片加工案例覆蓋數(shù)字 PCR、單分子檢測、POCT 等多個領(lǐng)域。江蘇微流控芯片批量定制
微流控芯片技術(shù)用于單細胞分析。廣東微流控芯片方法
模型生物微流控芯片的設(shè)計Choudhary等人設(shè)計了多通道微流控灌注平臺,用于培養(yǎng)斑馬魚胚胎并捕獲胚胎內(nèi)各種組織和apparatus的實時圖像。其中包含三個不同的部分。這些包括一個微流控梯度發(fā)生器,一排八個魚缸和八個輸出通道。在魚缸中,魚胚胎被單獨放置。流體梯度發(fā)生器平臺支持以劑量依賴性方式分析藥物和化學品,具有高重現(xiàn)性和準確性。它提供了一個獨特的灌注系統(tǒng),確保介質(zhì)均勻恒定地流向魚缸,并有可能有效去除廢物。除了內(nèi)部組織和apparatus的實時成像外,魚缸中的胚胎運動受到限制。為了驗證開發(fā)微流控芯片的可重復(fù)性,以丙戊酸為模型藥物,在有/沒有丙戊酸誘導的情況下測試了魚類的胚胎發(fā)育。結(jié)果表明,用丙戊酸處理的胚胎發(fā)育異常。廣東微流控芯片方法