美国圣母大学(University of Notre Dame)的Hsueh-Chia Chang博士与微生物学家和免疫检测professor合作研究,提高了微流控分析设备检测细胞和生物分子的速度和灵敏性。同时,Chang对交流电动电学进行了改善,因为他认为交流电(AC)可作为选择平台,驱动流体通过用于医学和研究的微流控分析仪。微流控分析仪的驱动机制是常规的直流电动电学,但是使用时容易产生气泡并引起物质在电极发生化学反应的缺点限制了直流电的应用,此外,为保证其对流量的精确控制,直流电极必须放置在储液池中,不能直接连接在电路中。微流控分为被动式微流控和主动式微流控。江苏微流控芯片的制作
微流控芯片与传感器集成的模块化加工方案:为满足“芯片即实验室”的集成化需求,公司提供微流控芯片与传感器的模块化加工服务,实现流体控制与信号检测的一体化设计。在生物传感芯片中,微流道下游集成电化学传感器(如碳电极阵列)或光学传感器(如荧光检测窗口),通过微阀控制实现样品进样、清洗及信号读取的自动化。例如,POCT血糖仪芯片将血样引入微流道后,通过酶电极实时检测葡萄糖氧化反应电流,整个过程在30秒内完成,检测精度与传统血糖仪一致,但体积缩小80%。加工过程中,公司解决了传感器与流道的密封兼容性问题,采用激光焊接与导电胶键合技术,确保信号传输稳定性与流体零泄漏。该模块化方案支持定制化功能组合,适用于食品安全快速筛查等便携式设备,为现场即时检测(POCT)提供了高效集成平台。辽宁微流控芯片系统多材料键合技术解决 PDMS 与硬质基板密封问题,推动复合芯片应用。
微流控芯片对于胰岛素的补充检测:抗胰岛素自身抗体是Ⅰ型糖尿病中出现的抗体,但当胰岛素被固定在检测平台上时,表位结合位点的关键三级结构发生改变,故而难以用常规方法检测,Zhang等在芯片表面喷涂生物相容的支链聚乙二醇层,用以保护胰岛抗原的天然构象,该芯片可以在低样本量下同时检测多个胰岛抗原特异性自身抗体,且检测结果不受全血样本中复杂背景的影响。也有研究团队尝试通过检测自身抗体以对心血管疾病、慢性疾病作出诊断。Dinter等研究人员将微流体芯片和微珠技术相结合,用以检测3种心血管疾病相关自身抗体并进行抗体滴度测定。Lin等人设计制造的免疫分析平台可在45 min内检测临床患者血清抗tumour蛋白53(tumor protein 53,p53)自身抗体浓度,有望用于口腔鳞状细胞cancer的筛查。
微流控芯片的组成:微流控芯片由主体芯片、流体控制模块、信号采集模块和外部控制模块组成。主体芯片是一个微通道网络,由微流道、微阀门、微泵等构成;流体控制模块负责流体的输入、输出和控制;信号采集模块用于采集传感器的信号;外部控制模块用于控制芯片的操作。微流控芯片的特点:尺寸小:微流控芯片的尺寸通常为毫米级或更小,体积小巧,便于集成和携带。快速高效:微流控芯片能够实现快速混合、传输和分离微流体,反应速度快,效率高。灵活可控:微流控芯片可以通过控制微阀门、微泵等实现对微流体的精确控制和调节。低成本:与传统的实验室设备相比,微流控芯片具有成本低廉的优势,节省了实验室的成本和资源。利用微流控芯片对糖尿病做检测。
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。热压印工艺实现硬质塑料微结构快速成型,降低小批量生产周期与成本。上海微流控芯片之PI柔性器件
利用微流控芯片对cancer标志物检测。江苏微流控芯片的制作
微流控芯片键合工艺的密封性与可靠性优化:键合工艺是微流控芯片封装的关键环节,公司针对不同材料组合开发了多元化键合技术。对于PDMS软芯片,采用氧等离子体活化键合,键合强度可达20kPa,满足低压流体(<50kPa)长期稳定传输;硬质塑料芯片通过热压键合(温度80-150℃,压力5-10MPa)实现无缝连接,适用于高压流路(如200kPa以上);玻璃与硅片的阳极键合(电压500-1000V,温度300℃)则形成化学共价键,键合界面缺陷率<0.1%。键合前通过激光微加工去除流道边缘毛刺,配合机器视觉对准系统(精度±2μm),确保多层结构的精细对位。密封性能检测采用压力衰减法(分辨率0.1kPa)与荧光渗漏成像,确保芯片在复杂工况下无泄漏。该技术体系保障了微流控芯片从实验室原型到工业级产品的可靠性跨越,广泛应用于体外诊断、生物制药等对密封性要求极高的领域。江苏微流控芯片的制作