肠道微流控芯片(GoC):GoC系统模仿人类肠道的生理学。它解释了肠道的主要功能,即消化、营养物质的吸收、肠神经的调节、体内废物的排泄、以及伴随微生物共生体的人体肠道的病理生理学。GoC模型主要用于精确复制具有所需微流控参数的肠道体内环境。Kim等人研究了当人类GoC被肠道微生物群落占据时肠道的蠕动运动。通过对齐两个微通道(上部和下部)来设计微型器件,该微通道雕刻在PDMS层上,该PDMS是通过基于MEMS的微纳米制造工艺制作的模板翻模制备而来,且PDMS层由涂有ECM的多孔柔性膜隔开。如图所示,该装置被模仿人类肠道生理学的人肠上皮细胞包裹。这样的系统可以模拟人类肠道在某些特定因素下的蠕动运动,即流体流速。微流控芯片技术用于毛细管电泳分离。新型微流控芯片发展现状
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。陕西微流控芯片的应用硅基微流道键合微电极,为神经调控芯片提供稳定信号传输与生物相容性。
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。
微流控芯片是微流控技术实现的主要平台。其装置特征主要是其容纳流体的有效结构(通道、反应室和其它某些功能部件)至少在一个纬度上为微米级尺度。由于微米级的结构,流体在其中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能。因此发展出独特的分析产生的性能。微流控芯片的特点及发展优势:微流控芯片具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等特点,它可以在几分钟甚至更短的时间内进行上百个样品的同时分析,并且可以在线实现样品的预处理及分析全过程。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。
心脏组织微流控芯片(HoC)是一种先进的OoC,它模仿了服用剂型或特定药物分子后人类心脏的整体生理学。使用该芯片已经观察到一些不良反应。Mathur等人在2015年证明了动物试验不足以估计测试药物分子相对于人体的确切药代动力学和药效学。为此,微流控芯片技术在心血管疾病研究,心血管相关药物开发,心脏毒性分析以及心脏组织再生研究中起着至关重要的作用。Sidorov等人于2016年创建了一个I-wired HoC。他们检测到心肌收缩,这是通过倒置光学显微镜测量的。此外,工程化的3D心脏组织构建体(ECTC)现在能够在正常和患病条件下复制心脏组织的复杂生理学。图1C显示了心脏组织微流控芯片的示意图,其中上层由心脏上皮细胞组成,下层由心脏内皮细胞组成。两层都被多孔膜隔开。它还包括有助于抽血的真空室。微流控芯片材料多样,PDMS 软硅胶适用于生物相容性场景,玻璃适合高透检测。宁夏微流控芯片规格
微米级微流控芯片通过电镜观测确保结构精度,适用于液滴分散与单分子分析。新型微流控芯片发展现状
完善、高标准的PDMS芯片生产产线:公司自建的PDMS芯片标准化产线,采用全自动混胶、真空脱泡与高温固化工艺,确保芯片力学性能(弹性模量1-3MPa)与透光率(>92%)的高度一致性。通过精密模具(公差±2μm)与等离子体亲水化处理,产线可批量生产单分子检测芯片、液滴生成芯片等产品。例如,液滴芯片通过流聚焦结构生成单分散乳液(粒径CV<2%),通量达20,000滴/秒,用于单细胞测序时捕获效率超98%。质检环节引入微流控性能测试平台,通过荧光粒子追踪与压力-流量曲线分析,确保流速偏差<3%。产线还可定制表面改性方案,如二氧化硅涂层使PDMS亲水性维持30天以上,满足长期细胞培养需求。目前,该产线已为多家IVD企业提供核酸快检芯片,30分钟出结果,灵敏度达99%,成为基层医疗的可靠工具。新型微流控芯片发展现状