微流控技术实际应用
从市场应用来看,目前还只是集中在生物、医药等领域,其他更多还处于科研探索阶段。 体外诊断(IVD) 从目前的应用来看,体外诊断是微流控技术的最大应用场景。而体外诊断中,微流控技术的重点应用在于化学发光(免疫诊断)和分子诊断中。 作为IVD的细分,POCT是现场即时采样分析、快速得到检测结果的一类新检测方法。POCT近年发展趋势良好,市值稳健增长,2018年POCT全球市值近250亿美金。 雅培i-STAT血气分析仪临床血液分析系统 ,是微流控技术商业化的 POCT经典之作。 Bio-Rad、Stilla Technologies等公司生产的微滴式数字PCR用到微流控技术。 罗氏分子诊断产品——罗氏cobas Liat也是用到了非传统的微流控芯片结构。 …… 生命研究 器官芯片。微流控器官芯片是只有手机记忆卡大小的人体器官微缩模型,可以使研究人员用前所未有的方式检验生物机制和行为、检验过程、控制过程,能够为医......阅读全文
微流控芯片的基本结构
微流控芯片的基本结构是比较简单的,就是在几十个平方厘米的基板上加工出微通道,然后将盖片和基片键合到一起,以形成封闭的微流体通道。根据芯片上的通道个数,可以将其分为单通道和多通道两类微流控芯片。单通道的微流控芯片,一般有1个储液池(包括1个缓冲溶液池、1个样品池和1个样品废液池和1个废液池),以及连接
微流控芯片的工作原理
微流控芯片采用类似半导体的微机电加工技术在芯片上构建微流路系统,将实验与分析过程转载到由彼此联系的路径和液相小室组成的芯片结构上,加载生物样品和反应液后,采用微机械泵。电水力泵和电渗流等方法驱动芯片中缓冲液的流动,形成微流路,于芯片上进行一种或连续多种的反应。激光诱导荧光、电化学和化学等多种检测系
微流控芯片膜过滤技术
过滤技术的集成是微流控芯片研究的热点,从已有文献报道来看,微过滤器的形式多样,常见的有围堰式、栅栏式、阵列式及多孔膜式等。其中多孔膜结构为基础的膜过滤最具吸引力,与其他几类只能截留较大颗粒或者细胞的微过滤器相比,其优点是它可以实现分子水平的分离,具有更好的选择性。在微流控戏芯片上,多孔膜结构的引入可
微流控芯片表面改性技术
操作单元尺度在微米级的微流控芯片构件表面有三个明显的特点:1.表面积/体积比大。在微流控芯片中随着表面积与体积比的增大,表面效应显著,表面的重要性被强化,表面的微小变化就会对流体的行为产生大的影响。2.材料多元化。微流控芯片材质多样,增加了芯片表面的复杂性。不同的表面电渗不同,对不同分子的相互作用方
为何选择玻璃微流控芯片?
在最初将焦点放在硅材料之后,玻璃成为构建微流控芯片的材料选择。玻璃是一种非晶材料,光学透明且电绝缘性能好。该材料通常用标准光刻或湿法/干法刻蚀进行处理。除非采用特殊的刻蚀技术,否则刻蚀的玻璃通道将拥有圆形侧壁。玻璃与硅都具有上述提到的在微流控实验中的优点。但是,玻璃也有其独特的优势:* 明确的表面化
微流控芯片制作的环境
超净间:超净间(Clean Room),亦称为无尘室或清净室。「超净间」是指将一定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、细菌等之污染物排除,并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内,而所给予特别设计之房间。亦即是不论外在之空气条件如何变化,其室内
简单介绍微流控芯片技术
微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力,已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。 1、微流控芯片的加工方法 微流控芯
干货:什么是微流控系统?
微流控系统,指的是集微流体的驱动、操控、监测、反应、检测与分析等功能于一体的实验平台,常规来讲,一个微流控系统应包含以下几个子系统:1.流体驱动子系统。2.过程监测及控制子系统。3.微流控芯片。4.检测分析子系统。下图为PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)微球制备微流控系统的实物连接图,可辅助理解微流
什么是数字微流控技术?
据麦姆斯咨询报道,数字微流控(Digital microfluidics, DMF)是一种强大的新兴技术,它利用微升至纳升范围内的液滴精准操作来实现复杂的实验室分析。数字微流控通常与其他分析工具结合使用,如质谱、比色、电化学分析和电化学发光分析等。通过在一系列步骤中以一系列层次组合并重复多次操作,得
液滴微流控芯片原理
在微流控芯片中,液滴是两相界面处的表面张力和剪切力共同作用形成的,根据分散相和连续相的不同,液滴可分为两种:油相中的水相微液滴(W/O)和水相中的油相微液滴(O/W)。形成液滴的方法可分为被动法和主动法两种。被动法是指通过控制微管结构和两相流速比来控制液滴的生成。主动法一般通过外加力来驱动和控制液滴
微流控芯片的基质材料
基质材料是微流控芯片的载体,在微流控芯片发展的初期,硅材料作为构建微流控芯片的首选材料而被广泛使用,这主要归因于业已成熟的半导体技术。但是随着研究的不断深入和应用领域的不断拓展,它表现出了不同程度的局限性:硅材料属于半导体,不能承受高电压,此外,硅材料不透明,与光学检测技术不兼容。 玻璃材料具有很
浅析微流控芯片的微流体控制技术
微流体操纵技术是微流控芯片技术中最重要的一个研究领域之一,通过各种机械或非机械力实现对流体的驱动和控制。依据微流体驱动体系中有无机械活动部件,可以将其分为机械和非机械驱动系统。 a、机械驱动系统 主要包括压电微泵、静电微泵等,它主要是通过静电、压电等不同方法来触发引起的机械部件的运动,从而为
微流控技术的材料和微加工方法
制作微流控芯片的主要材料有硅片、玻璃、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和纸基等。其中PDMS的使用范围最为广泛。这种材料不仅加工简单、光学透明,而且具有一定的弹性,可以制作功能性的部件,如微阀和微蠕动泵等。PDMS微阀的密度可以达到30个/cm。但是PDMS材料容易吸附疏水性
英国研发微流控分子通信系统
英国伦敦国王学院科研人员开发出一种新型分子通信系统,是首个微流控分子通信(MIMIC)平台。该系统利用化学分子进行信息交换,具有生物相容性,可用于实时发送信号至生物环境。 与传统电子设备不同,这种人造分子通讯设备在处理化学信号时不需要电子元件。传统电子设备在生物医学应用中存在限制,电气元件与生
微流控芯片为什么这样强悍
从1990年Manz等人首次提出了微型全分析系统的概念,到2003年Forbes杂志将微流控技术评委影响人类未来15件最重要的发明之一,微流控技术得到了飞速的发展,其中的微流控芯片技术作为当前分析科学的重要发展前沿,在生物、化学、医药等领域都发挥着巨大的作用,成为科学家手中流动的"芯"。 微流
英国研发微流控分子通信系统
英国伦敦国王学院科研人员开发出一种新型分子通信系统,是首个微流控分子通信(MIMIC)平台。该系统利用化学分子进行信息交换,具有生物相容性,可用于实时发送信号至生物环境。 与传统电子设备不同,这种人造分子通讯设备在处理化学信号时不需要电子元件。传统电子设备在生物医学应用中存在限制,电气元件与生
微流控芯片检测微小卫星DNA
微小卫星DNA主要是指广泛存在于高等动物、低等动物基因组中长度100~500 bp多态性的DNA序列且微小卫星DNA核心序列仅仅是2~5bp,其也称为短串联重复(STR),使用微流控芯片检测可以积极克服传统的垂直板凝胶电泳背景模糊、费时费力、误差较大等,但是也有相对不稳定的部分缺点,微流控芯片检测应
基于微流控芯片的细胞迁移
细胞迁移在血管再生、伤口愈合、炎症反应、胚胎发育等多种生理和病理过程中起到关键作用. 细胞迁移研究中, 传统的研究方法无法满足高通量的需求, 且大多是单因素检测, 难以综合考虑细胞基质、浓度梯度等多参数对细胞迁移的影响.微流控芯片分析是当前的科技前沿领域之一, 其作为细胞迁移研究新的技术平台, 一方
微流控芯片——体外诊断新宠
近年来,各种新技术、新方法的兴起和融合,促进了体外诊断(IVD)仪器、试剂的开发应用和更新换代。根据威尼研究所的研究,全国体外诊断市场快速发展,预计将在未来的10~15年内超过美国,成为世界上最大的体外诊断市场。 那么,在这样一个宏大的市场上,微流控芯片技术如何脱颖而出引领一个新潮流呢?
变革生物医疗:微流控培养肿瘤
微流控芯片是通过对微米级通道网络内流体的驱动和控制,把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块厘米尺度的芯片上,最终实现“芯片实验室”。 林炳承团队利用微流控芯片技术先后构建了肿瘤细胞三维共培养模型、肿瘤多器官转移的模型等,实现了在生物体外测试研发中肿瘤药物
简述微流控芯片检测仪
微流控芯片是在一块几平方厘米的芯片上构建的一个生化实验室,它以微机电加工技术(MEMS)为基础,在硅片、玻璃或聚二甲基硅氧烷(PDMS)等材料上制造微管道,并由微通道形成网络,以可控流体贯穿整个系统,实现生物和化学领域中所涉及的反应、分离、检验、细胞培养等基本操作,用以取代常规生物或化学实验室的
微流控芯片与基因的关系
基因测序主要是指采用先进的方法对高等动物、低等动物核酸序列进行系统化、规范化、快速化分析,此过程需要的工程量尤为巨大。目前,对微流控芯片实验室主要采用96根阵列毛细管电泳对基因序列进行系统化测定,虽在一定程度上加快了人类基因组项目,但是还不能实现高效、灵敏、快速、价廉、自动、准确等基本特点,而微
微流控芯片的组成材料
微流控芯片的结构由具体研究和分析目的决定,设计和加工微流控芯片片基开展微流控芯片研究的基础。 微流控芯片的主体结构由上下两层片基组成(PMMA、PDMS、玻璃等材料),包括微通道,微结构、进样口,检测窗等结构单元构成。外围设备有蠕动泵、微量注射泵、温控系统、以及紫外、荧光、电化学、色谱等检测
微流控芯片材料选型的原则
①芯片材料与芯片实验室的工作介质之间要有良好的化学和生物相容性,不发生反应; ②芯片材料应有很好的电绝缘性和散热性; ③芯片材料应具有良好的可修饰性,可产生电渗流或固载生物大分子; ④芯片材料应具有良好的光学性能,对检测信号干扰小或无干扰; ⑤芯片的制作工艺简单,材料及制作成本低廉。
简述微流控芯片分析仪
微流控芯片( Microfluidic Chip),或称微全分析系统( Micro Total Analysis System ),是将采样、预处理、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上进行的一门新技术,已成为目前分析科学发展的重要方向与前沿之一。微流控芯片分析仪可广泛用于化学、药学、医学、生命
精准医疗的微流控技术(二)
① 良好的加工性不同的加工方法对聚合物的加工性有不同的要求。 由于微通道的构型越来越趋于复杂,高深宽比的微通道的优点很多,所以聚合物材料应具有良好的加工性。② 良好的电绝缘性和热性能由于微流控芯片中的液体驱动经常采用电驱动方式,而且芯片经常被用于进行电泳分离,加高压电场会产生热量,高温或局部高温都会
微流控系统里的响应性
响应性(Responsiveness)通常指功能单元或系统在给定时间内完成指定任务的特定能力。微流控系统里的响应性可定义为:系统流体管路中的压力或流量达到需求值所花的时间,可通过以下三个“时间”来描述微流控系统的响应性:1.响应时间(Response time)2.上升时间(Rising time)
微流控在药物筛选的应用
微流控芯片可以集成256个或者细胞培养腔微阵列,改变细胞常规培养方法,实现细胞药物筛选的高通量化;芯片微纳升级体积大大减少了试剂消耗量,减低药物筛选成本;微流控芯片设计的二维结构或者三维微结构区域可产生低剪切力,在腔室内形成浓度梯度,进而对药物进行毒性分析;微流控芯片集成化非常明显,将药物的合成分离
数字微流控技术能否革新实验?
据麦姆斯咨询报道,麻省理工学院(MIT)研究人员开发出一款创新硬件,利用电场将化学或生物溶液的液滴移动到印刷电路板(PCB)表面,并将它们以各种方式混合,用于并行测试数千种反应。 研究人员将该硬件视为目前常用于生物研究的微流控装置的替代品。常用的微流控装置中的生物溶液通过微阀连接的微通道抽吸。
医疗检测的革命前锋——微流控
作为一种精确控制和操控微尺度流体的技术,微流控(microfluidics)以在微纳米尺度空间中对流体进行操控为主要特征,具有将生物、化学等实验室的基本功能诸如样品制备、反应、分离和检测等缩微到一个几平方厘米芯片上的能力,其基本特征和最大优势在于多种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集