Cascade 有兩個(gè)測(cè)試用戶:馬里蘭大學(xué)Don DeVoe教授的微流體實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)Carl Meinhart教授的微流體實(shí)驗(yàn)室。德國(guó)thinXXS公司開發(fā)了另一套微流控分析設(shè)備。該設(shè)備提供了一個(gè)由微反應(yīng)板裝配平臺(tái)、模塊載片以及連接器和管道所組成的結(jié)構(gòu)工具包。可單獨(dú)購(gòu)買模塊載片。 ThinXXS還制造獨(dú)有芯片,生產(chǎn)微流體和微光學(xué)設(shè)備和部件并提供相應(yīng)的服務(wù)。將微流控技術(shù)應(yīng)用于光學(xué)檢測(cè)已經(jīng)計(jì)劃很多年了,thinXXS一直都在進(jìn)行這方面的綜合研究,但未提供詳細(xì)資料。但是,據(jù)了解,該技術(shù)采用了先進(jìn)的MEMS傳感器的微納米制造工藝,所以芯片得到了非常好的測(cè)試效果。微流控技術(shù)在生物領(lǐng)域上的應(yīng)用。北京圖解微流控芯片實(shí)驗(yàn)室 pdf
高聚物材料加工工藝:是以高聚物材料為基片加工微流控芯片的方法主要有:模塑法、熱壓法、LIGA技術(shù)、激光刻蝕法和軟光刻等。模塑法是先利用半導(dǎo)體/MEMS光刻和蝕刻的方法制作出通道部分突起的陽模,然后在陽模上澆注液體的高分子材料,將固化后的高分子材料與陽模剝離后就得到了具有微結(jié)構(gòu)的基片,之后與蓋片(多為玻璃)封接后就制得高聚物微流控芯片。這一方法簡(jiǎn)單易行,不需要高技術(shù)設(shè)備,是大量生產(chǎn)廉價(jià)芯片的方法。熱壓法也需要事先獲得適當(dāng)?shù)年柲?。河北微流控芯?實(shí)驗(yàn)室微流控芯片定制方案。
微流控芯片在技術(shù)優(yōu)勢(shì)上是一個(gè)交叉科學(xué)的高度集成芯片,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)完成分析全過程。由于它在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的巨大潛力,已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)集生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、流體、電子、材料、機(jī)械等為一體的高科技生物傳感芯片。
目前針對(duì)加工技術(shù)的研究領(lǐng)域中,飛秒激光直寫技術(shù)通常采用的是雙光子聚合原理,該原理的基礎(chǔ)來自于雙光子吸收。簡(jiǎn)單地來講,就是光聚合材料在光強(qiáng)足夠大的條件下,同時(shí)吸收兩個(gè)近紅外光子,材料發(fā)生越來越多的光聚合反應(yīng)。飛秒激光憑借著自己波長(zhǎng)大的特性,可以很輕松地穿過材料抵達(dá)內(nèi)部,使材料發(fā)生反應(yīng)而聚合??茖W(xué)家利用此原理,可以編制程序控制一束激光束逐點(diǎn)掃描建立起3D微納結(jié)構(gòu),比如利用雙光子吸收誘導(dǎo)光刻膠聚合。光刻膠是一種光敏材料,市面上以正膠和負(fù)膠較為常見,分別應(yīng)用于激光非輻照區(qū)和輻照區(qū)的加工。除了可以用在聚合物上,雙光子吸收還可以用于MEMS微機(jī)械制造,形成一些光化學(xué)或光物理機(jī)制。目前為止,光刻膠、微結(jié)構(gòu)金屬、碳材料等等都可以通過多光子的吸收過程進(jìn)行加工,由此可以看出,雙光子聚合具有比較多的可加工材料。
美國(guó)圣母大學(xué)(University of Notre Dame)的Hsueh-Chia Chang博士與微生物學(xué)家和免疫檢測(cè)professor合作研究,提高了微流控分析設(shè)備檢測(cè)細(xì)胞和生物分子的速度和靈敏性。同時(shí),Chang對(duì)交流電動(dòng)電學(xué)進(jìn)行了改善,因?yàn)樗J(rèn)為交流電(AC)可作為選擇平臺(tái),驅(qū)動(dòng)流體通過用于醫(yī)學(xué)和研究的微流控分析儀。微流控分析儀的驅(qū)動(dòng)機(jī)制是常規(guī)的直流電動(dòng)電學(xué),但是使用時(shí)容易產(chǎn)生氣泡并引起物質(zhì)在電極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的缺點(diǎn)限制了直流電的應(yīng)用,此外,為保證其對(duì)流量的精確控制,直流電極必須放置在儲(chǔ)液池中,不能直接連接在電路中。微流控芯片技術(shù)用于基因測(cè)序。
微流控芯片在石英和玻璃的加工中,常常利用不同化學(xué)方法對(duì)其表面改性,然后可以使用光刻和蝕刻技術(shù)將微通道等微結(jié)構(gòu)加工在上面。玻璃材料的加工步驟與硅材料加工稍有差異,主要步驟有:1)在玻璃基片表面鍍一層 Cr,再用甩膠機(jī)均勻的覆蓋一層光刻膠;2)利用光刻掩模遮擋,用紫外光照射,光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng);3)用顯影法去掉已曝光的光膠,用化學(xué)腐蝕的方法在鉻層上腐蝕出與掩模上平面二維圖形一致的圖案;4)用適當(dāng)?shù)目涛g劑在基片上刻蝕通道;5)刻蝕結(jié)束后,除去光刻膠,打孔后和玻璃蓋片鍵合。標(biāo)準(zhǔn)光刻和濕法刻蝕需要昂貴的儀器和超凈的工作環(huán)境,無法實(shí)現(xiàn)快速批量生產(chǎn)。微流控芯片的流體驅(qū)動(dòng)與檢測(cè)。上海微流控芯片
單分子免疫芯片是微流控技術(shù)在超高靈敏度生物檢測(cè)領(lǐng)域的一大應(yīng)用。北京圖解微流控芯片實(shí)驗(yàn)室 pdf
模型生物微流控芯片的設(shè)計(jì)Choudhary等人設(shè)計(jì)了多通道微流控灌注平臺(tái),用于培養(yǎng)斑馬魚胚胎并捕獲胚胎內(nèi)各種組織和apparatus的實(shí)時(shí)圖像。其中包含三個(gè)不同的部分。這些包括一個(gè)微流控梯度發(fā)生器,一排八個(gè)魚缸和八個(gè)輸出通道。在魚缸中,魚胚胎被單獨(dú)放置。流體梯度發(fā)生器平臺(tái)支持以劑量依賴性方式分析藥物和化學(xué)品,具有高重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性。它提供了一個(gè)獨(dú)特的灌注系統(tǒng),確保介質(zhì)均勻恒定地流向魚缸,并有可能有效去除廢物。除了內(nèi)部組織和apparatus的實(shí)時(shí)成像外,魚缸中的胚胎運(yùn)動(dòng)受到限制。為了驗(yàn)證開發(fā)微流控芯片的可重復(fù)性,以丙戊酸為模型藥物,在有/沒有丙戊酸誘導(dǎo)的情況下測(cè)試了魚類的胚胎發(fā)育。結(jié)果表明,用丙戊酸處理的胚胎發(fā)育異常。北京圖解微流控芯片實(shí)驗(yàn)室 pdf