什么是微流体技术?

微流体技术是研究可以通过使用微小尺寸的微小通道(通常为几十到几百微米)来处理少量流体的技术。虽然这项技术还处于发展阶段,但是微流体技术正迅速成为一项突破性技术,可应用于从生物学,化学到信息技术和光学等各个领域。

随着研究人员意识到微流体技术的强大功能,越来越多的领域正在使用这项技术,它将有效节省实验室花费的金钱和时间。尽管微流体技术具有显著的优势,但它还没有被广泛使用,这可能是因为该技术的商业化正面临着挑战。

微流体和光刻技术

微流体系统是使用一种称为光刻的简单技术开发的,该技术最初被用在半导体工业中。光刻法是用于将存在于掩模上的几何形状转移到合适基底表面的过程。它利用某些特殊聚合物,其对特定波长的光起特殊反应,从而在基板上产生所需的几何图案。

诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)的聚合物已经取代硅和玻璃,并且广泛用于微流体装置的光刻生产中。PDMS是透明的弹性聚合物,可透过氧气和二氧化碳,因此可用于容纳细胞。一旦模具生成,就可以生产数个微型设备,它们可以用于研究和诊断。

微流体系统的优点
•在实验室中使用极少量的样品和试剂
•减少昂贵试剂的使用从而降低成本
•分子检测和分离的高分辨率和灵敏度
•与实验室中的大型机器相比,减少了分析和诊断系统的占地面积
•缩短分析时间
•微小通道中的层流或平滑流体流动可实现更好的流量控制
•在微观尺度上更好地控制实验参数和样品浓度

微流体技术的应用
•微流体系统广泛用于毛细管电泳,等电聚焦,免疫测定,流式细胞术,质谱中的样品注射,PCR扩增,DNA分析,细胞分离和操作以及细胞图案化等程序。
•微流体的研究应用主要是抗生素耐药细菌的研究,血液中纳米粒子的运输以及化学反应动力学的观察。 •微流体的诊断用途包括癌症和病原体检测。
•微流体装置用于测量分子扩散系数,流体粘度,pH和化学结合系数。
•在制药工业中,微流体系统在生物制药生产中具有许多分析用途,例如,在蛋白质药物生产的监测和优化以及涉及人类细胞的测定中。

微流体技术的未来

用于设计和制造微流体系统的创新技术的发展是时代的需要并且可以促进微流体装置的商业化。

Dolomite Microfluidics最近推出了名为Fluidic Factory(流体工厂)的创新3D流体打印机,这是第一款用于流体密封设备的商用3D打印机,如芯片,连接器,阀门,流体歧管和医疗设备。同样,为了克服当前微流体控制系统中的流体体积操纵问题,微流体系统制造商Fluigent基于其获得专利的FASTAB™技术开发了MFCS™系列微流体系统,该技术具有压力驱动流量控制,可实现无脉冲流动并获得更高的响应能力。 生物相容性聚合物如PDMS可以在未来将微流体装置嵌入体内用于生物医学分析。微流体有可能实现单细胞或单分子分析,这将有利于细胞和分子生物学的基础研究。全球多个实验室正在开发新的微流体工具,用于蛋白质组学,基因组学和代谢组学。 虽然微流体尚处于起步阶段,但它为未来体外诊断等领域提供了革命性的进步。希望更多的研究能够将这一技术应用到更为广泛的领域中去。

ITL从21世纪初期开始研究微流控技术的开发和应用,在设计和开发微流控芯片以及相关的诊断仪器方面拥有丰富的经验。如果您也有兴趣将微流控技术引入到您的下一代产品中去,欢迎联系我们。

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