浅谈微流控技术发展及应用

微流控技术(Microfluidics)是一种用来操纵极微量液体(10-9~10-18L)的新型技术平台。微流控技术被广泛应用于生物学问题研究,其主要特点和优势是将细胞培养、实验处理及成像、检测等步骤高度集成于一张芯片上。微流控技术问世至今,不过近30年历史,但其发展迅猛,被称为下一代医疗诊断“颠覆性技术”。本篇文章将从微流控技术发展重要时间节点、开发微流控芯片需要考量的主要因素以及热门应用领域三方面简单介绍微流控技术。......阅读全文

微流控的技术背景

要了解微流控技术,首先要知道MEMS技术。MEMS,Mirco-Electro-Mechanical System,微机电系统,也叫微电子机械系统、微系统、微机械等,理念源自于将现实生活在广泛运用的大型设备,通过各种微型技术(半导体技术为主)进行微缩化,但功能不变甚至更加优良。主要由传感器、动作控制

微流控芯片连接方法

目前常用于制备微流控芯片的材料有单晶硅片、石英、玻璃和有机聚合物如PMMA、PDMS以及PC等。根据使用材质不同,微流控芯片主要分为硬质和软质芯片两大类,软质芯片主要指PDMS芯片,硬质芯片有聚合物芯片、玻璃芯片、硅衬底芯片等。不同的微流控芯片所对应的连接方式也有所不同。下面我们将分别讨论:1.PD

微流控芯片技术分类

  在产业化中,微流控一般分为以下几大类型:压力推动式微流控、离心力推动式微流控、液滴微流控、数字化微流控、毛细力驱动微流控等。  压力推动式微流控主要利用气压或者液压来推动流体在芯片中的运动,在微流控产业化中出现的最多,像赛沛的GeneXpert、生物梅里埃的filmarray、罗氏诊断的coba

微流控技术的分类

微流控技术分类,目前学术界没有统一标准,通过阅读大量资料,分类方法有如下几种:(1)根据流体控制的方式来分类,主动式微流控和被动式微流控。被动式微流控通常是指利用表面亲疏水特性或毛细力来进行流体的输运与处理的方式。典型的如纤维基微流控芯片,包括纸基、布基、聚合物塑料基等材质的微流控芯片。其特点是自驱

微流控芯片的分类

包括:白金电阻芯片, 压力传感芯片, 电化学传感芯片, 微/纳米反应器芯片, 微流体燃料电池芯片, 微/纳米流体过滤芯片等。①微流控芯片(microfluidic chip)是当前微全分析系统(Miniaturized Total Analysis Systems)发展的热点领域。微流控芯片分析以芯

微流控技术壁垒

微流控技术壁垒:芯片的加工方式、键合技术、流体控制、表面修饰等技术壁垒制约了其产业化。微流控芯片常以具有良好的生化相容性、光学性能、可修饰性的单晶硅片、石英、玻璃、有机聚合物,如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚碳酸酯(PC)等作为芯片材料。①加工方式:玻璃、石英等芯片制作

微流控芯片检测技术

  微流控芯片检测器的性能要求检测是微流控芯片里相对特殊的一一个操作单元,它的基本功能是用于捕捉并放大微流控芯片某一部分产生的信号。与传统的仪器分析系统相比,微流控芯片分析系统对检测器有一些特殊的要求:  1.更高的灵敏度和信噪比  在微流控芯片分析过程中,被检测物质的进样体积小,检测区域也非常小,

微流控芯片发展历程

微流控芯片技术是在芯片毛细管电泳基础上发展起来的,1992年,Manz等采用微电子机械加工技术在平板玻璃上刻蚀微管道,研制出毛细管电泳微芯片分析装置,实现了荧光标记的氨基酸的分离,开创了微流控芯片技术之先河。1995年,Wolley和Mathies用自己研制的电泳芯片系统,成功地进行了DNA测序,在

微流控芯片的材料

  微流控芯片起源于MEMS(微机电系统)技术,早期常用的材料是硅和玻璃。近年来高分子聚合物材料己经成为微流控芯片加工的主要材料,它的种类多、价格便宜、绝缘性好、性能指标优,可施加高电场实现快速分离,加工成型方便,易于实现批量化生产。  硅具有散热好、强度大、价格适中、纯度高和耐腐蚀等优点。随着微电

图解微流控PCR芯片

图解微流控PCR芯片基因(遗传因子)是产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。基因支持着生命的基本构造和性能。储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。PCR技术是基因研究的重要手段之一,但传统PCR技术存在反应时间长、能量消耗大、不便于集成与携带等缺陷,微流控技术与PCR结

什么是微流控芯片?

什么是微流控芯片?微型+集成+自动化。√ 微流控芯片,又称为芯片实验室(Lab on a Chip),主要依托于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)加工工艺,将生物和化学领域所涉及的基本操作单位集成在一块几平方厘米的芯片上;√ 该芯片由各种储液池和相互连接的微通

微流控芯片的进展

  微流控分析芯片最初只是作为纳米技术革命的一个补充,在经历了大肆宣传及冷落的不同时期后,最终却实现了商业化生产。微流控分析芯片最初在美国被称为“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、

微流控芯片简介(一)

第一部分:Abaxis公司的微流控芯片简介1 Abaxis血液分析系统简介据官网介绍,Abaxis公司于1989年成立,其技术主要起源于美国橡树岭国家实验室,为美国国家航空航天局(NASA)研发制造一款小巧快捷的移动生化分析仪,并研发出独有的Orbos微流控技术,将生物化学中所涉及的血液采样、分离、

微流控芯片简介(三)

1.2.3 VetScan VSpro血凝分析系统VetScan VSpro是一种先进的现场专业血凝分析仪,可提供多项目测试,目前在该分析平台上可以进行PT/aPTT,纤维蛋白原测试,这款分析系统可以从小剂量样本获得惊人的测试精确度,能够为兽医实践,研究实验室,制药公司,生物技术公司带来准确的检测结

微流控芯片简介(二)

也可以从Abaxis官网上公布的表格中看出目前PiccoloXpress的圆盘种类及其能够检测的指标,如下图所示。图1.6 Abaxis官网公布的16种圆盘芯片及其检测指标。Piccolo Xpress生化分析仪具有非常明显的优势:如下图所示,相对于传统的实验室生化检测,该分析仪所需要的步骤少,只需

力学所等微流控惯性效应及应用研究获进展

   微颗粒(包括刚性颗粒、可变形的液滴及细胞)的精确操控在材料合成、生化反应和医学诊断等领域有着重要应用。惯性效应是近几年出现的能够实现颗粒高通量精确操控的一种新颖微流控方法。惯性升力会驱动颗粒在微通道内发生侧向迁移,通过调控颗粒的惯性迁移可实现不同尺寸颗粒的聚焦、富集和分离等功能。即使在微流动条

微流控技术原理及发展史(一)

微型化、集成化和智能化,是现代科技发展的一个重要趋势。伴随着微机电加工系统( MEMS )技术的发展,电子计算机已由当年的”庞然大物”演变成由一个个微小的电路集成芯片组成的便携系统,甚至是一部微型的智能手机。MEMS技术全称Micro Electromechanical System , MEM

微流控技术原理及发展史(二)

5.显影用光胶配套显影液通过化学方法除去经曝光的光胶(正光胶)或未经曝光的光胶(负光胶),显影液和显影时间的选择对显影效果的影响很大。选择显影液的原则是,对需要去除的那部分胶膜溶解度大、溶解速度快,对需要保留的那部分溶解度小。显影时间视光致抗蚀剂的种类、胶膜厚度、显影液种类、显影温度和操作方法而异。

微流控芯片应用于快速鉴定多重细菌

细菌感染可以引发多种疾病,不仅发病率高而且经常引发危重病情,因而需要及时诊治。细菌感染的主要治疗手段是使用抗生素,而抗生素治疗需要在明确病原的前提下合理选择抗生素的种类和剂量 。传统的细菌鉴定方法是将病人体液标本涂布在含有培养基的琼脂平板上培养增菌,继而挑选优势细菌培养鉴定并且进行药敏实验。这种方法

微流控芯片在食品检测中的应用

保证食品的质量与安全是当今世界范围,食品供应商和消费者所关注的事情。关于食品质量与安全,种类繁多的食品污染物和残留物的浓度底下,使食品分析面临的严峻挑战。传统的检测技术,如气相 (GC) 和高效液相色谱法(HPLC) 常用的食品分析,而这些技术的检测时效是相对较慢,需要更多的样品制备,而且需要受过训

微流控技术的应用分析液体活检背景介绍

1 微流控技术概述 微流控技术是一种在微米尺寸级别下处理或操纵液体的技术手段,将混合器、执行器、反应器、分离器、传感器等集于一体,从而优化检测过程。其涉及到电子、机械、化学、物理和生物等多门学科,具有通量高、灵敏度高、样本分析时间短、样本量少、可控性强等优势,被广泛应用于现代分析化学、药剂学、细胞生

微流控技术在癌细胞标记中的应用

摘 要:针对癌症的早期诊断是其治疗的一大突破口,大量研究结果表明,早期诊断能大幅提高癌症的治愈率。由于早期肿瘤体积较小和发病位置较隐蔽,导致常规检测难度上升。近年来,随着微流控技术的发展,其在生物标记领域有着越来越重要的作用。文章主要对现阶段几种癌症早期诊断的标记技术进行阐述,通过对比重点介绍了微流

微流控分析芯片在细胞中的检测应用

   微流控分析芯片是通过微加工技术将微管道、微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件、窗口和连接器等功能元器件,像集成电路一样集成在芯片材料上的微全分析系统。微流控分析技术已经成为重要的化学及生物分析手段,其分析的优越性( 材料及试剂的低耗、原位分析、快速实时等) 在细胞、分子水平检测得以应用和展

颠覆传统诊断!微流控系统的应用前景盘点

  什么是微流体?  在生物、化学、材料等科学实验中,经常需要对流体进行操作,如样品DNA的制备、液相色谱、PCR反应、电泳检测等操作都是在液相环境中进行。因此,顾名思义,“微流体”即指实验所用的数量级从毫升、微升级降至纳升或皮升级的流体。  微流体概念自从20世纪80年代(1980s)被提出以后,

微流控技术在化学发光中的应用

化学发光是目前IVD各家企业争夺的焦点,但是大部分企业都是从事基于中心实验室的管式发光技术配合机械臂实现全自动检测。而微流控技术近些年在产业界的应用如火如荼,能否利用微流控技术实现化学发光的lab on a chip?    化学发光免疫分析是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结

简述微流控芯片在医疗诊断上的应用

近年来,人们对经济发展和医疗健康的日益需求推动了微流控芯片技术,高通量技术,CTC循环肿瘤细胞,纳米医学,3D打印技术,单分子免疫阵列技术(SiMoA),CAR-T技术,基因疗法,AI技术等不断创新和更迭,各种最新技术成果与应用案例层出不穷。其中微流控技术自20世纪50年代首次提出以来,经过 40 

微流控在细胞分析与培养中的应用

开发能够进行细胞培养、分选、分析的微流控芯片也是微流控领域的一大研究热点。微流控技术小型化、高通量的特点使得其具有利用珍贵稀少的组织细胞样本进行高通量分析的潜力,为精准医疗、个性化医疗提供支持。例如,微流控芯片对于CTC主要有两大类分选方法:基于癌细胞与正常细胞或血细胞间生物学性质(包括细胞表面蛋白

微流控产业发展讨论总结

  微流控技术发展到现在已经有20余年的历史,国内的微流控诊断仪器仍处在起步阶段,微流控之家总群近期进行了一场讨论,小编总结精炼了其中的观点,给各位关注微流控领域发展的朋友不一样的视角。  首先微流控技术搞到现在已经二十年了,如果要做以产品为基础的企业,首先就是需要系统研究这方面的ZL,进行广泛的Z

简述微流控芯片制备方法

实验室制备微流控芯片需要采用电子计算机辅助软件设计出简易型或者复杂型的微流控芯片图纸,应用激光雕刻技术在由聚二甲基硅氧烷、聚吡咯烷酮、线性聚丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺、羟乙基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酯等混合材料制备的双面黏性薄膜上切割出微米级、纳米级的微流控芯片流体通道,将由聚二甲基硅氧烷制备

微流控芯片的简单介绍

微流控芯片主要是指在几微米至几百微米的通道内将系统化、规范化、程序化的操作单元集成到一块芯片上,且对微小体积的液体样品进行系统化、规范化、处理或操作的一门系统科学和技术。微阵列芯片主要是指将一个或者多个相同或者相似的系统化、规范化、程序化的操作单元或单元群平行地集成在同一芯片上的一门系统科学和技术。