微流控芯片设计以及材料

微流控芯片实验室,又称其为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片技术(Microfluidics),是通过由玻璃,硅或聚合物蚀刻或模制,形成微流控芯片的微通道而连接在一起来实现所需的功能。

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。由于微米级的结构,流体在微流控芯片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性能。

微流控芯片的材料也比较多,在实际应用中,微流控芯片设计师应考虑设计所需要,选择合适的材料 ,或者结合多种不同材料的优点。

1、在微流控芯片中,硅材料的应用十分广泛,曾作为早期微流控芯片的主要材料。最早在2O世纪 7O年代设计的微型气体色谱分析系统就是将整个结构集成在硅材料芯片上,形成了一套比较完整的微型全分析系统。但是,硅材料的热导率和电绝缘性不够好,而且价格较昂贵,透光性差也限制了相关观测手段的应用。

2、玻璃被广泛用于制作微流控芯片,使用光刻和蚀刻技术可以将微通道网络刻在玻璃材料上,它的优点是有一定的强度、散热性、透光性和绝缘性都比较好,很适合通常的样品分析。

3、高分子聚合物材料种类多,加工成型方便,价格便宜,尤其是高聚物材料有良好的光学性质、化学惰性、电绝缘性和热性能等,使其在微流控芯片领域的应用具有得天独厚的优势。可用于制作微流控芯片的高聚物材料有热塑性聚合物、固化型聚合物和溶剂挥发型聚合物。目前,大量的高聚物材料被用于微流控芯片加工中如聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。

4、微流控纸芯片是近些年发展的一种新型材料微流控芯片,纸基的材料具有生物兼容性好、成本低、后处理简单、检测背景低、无污染等优点。通过特殊的加工技术,对纸基材料表面特定的检测区进行修饰,制备出具有一定结构的亲/疏水微细通道,进而控制流体的运动。 微流控芯片设计的关键是微通道的设计,最初的微流控芯片是利用光刻、湿腐蚀技术在玻璃、石英、硅片上刻蚀出微通道,由于这些方法工艺复杂、步骤烦琐、成本高,之后还发展了离子体刻蚀技术,LIGA技术来弥补其缺点。

微流控芯片设计之后,通常采用离子深刻蚀法、模塑法、光刻化学腐烛方法、注塑、印模或激光烧烛、软刻烛技术、热压法等方法来制造芯片。

微流控芯片应用领域非常广泛,但目前的重点显然在生物医药和医疗诊断仪器方面。除此之外,在环境监测、食品卫生等领域吸引着专家们的眼光。

ITL微流控芯片开发师

ITL集团在过去43年间,也一直致力于微流控技术的开发和应用,数年的经验使ITL获得了丰富的知识,这些知识和项目经验被证明对整合微流控技术到现有的诊断仪器开发中是至关重要的。我们深信微流控技术是生物医疗领域的一场重要变革,逐渐成为成熟的技术,它可以对微量流体进行复杂而准确的操作,可以广泛应用到各种成熟的检测研究技术中。ITL系统化流程使微流控设计研发到投入生产,如果您有兴趣将微流控技术运用到到您的POCT体外诊断产品中去,欢迎联系我们,让我们为您提供有关微流控系统的解决方案和建议。

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