腸道微流控芯片（GoC）：GoC系統(tǒng)模仿人類腸道的生理學(xué)。它解釋了腸道的主要功能，即消化、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、腸神經(jīng)的調(diào)節(jié)、體內(nèi)廢物的排泄、以及伴隨微生物共生體的人體腸道的病理生理學(xué)。GoC模型主要用于精確復(fù)制具有所需微流控參數(shù)的腸道體內(nèi)環(huán)境。Kim等人研究了當(dāng)人類GoC被腸道微生物群落占據(jù)時(shí)腸道的蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)。通過對(duì)齊兩個(gè)微通道（上部和下部）來設(shè)計(jì)微型器件，該微通道雕刻在PDMS層上，該P(yáng)DMS是通過基于MEMS的微納米制造工藝制作的模板翻模制備而來，且PDMS層由涂有ECM的多孔柔性膜隔開。如圖所示，該裝置被模仿人類腸道生理學(xué)的人腸上皮細(xì)胞包裹。這樣的系統(tǒng)可以模擬人類腸道在某些特定因素下的蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)，即流體流速。微流控芯片的主流加工方法。浙江微流控芯片市場(chǎng)
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。科學(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。 山西微流控芯片的特點(diǎn)利用微流控芯片做抗體檢測(cè)。
微流控分析芯片當(dāng)初只是作為納米技術(shù)的一個(gè)補(bǔ)充，在經(jīng)歷了大肆宣傳及冷落的不同時(shí)期后，卻實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。微流控分析芯片在美國被稱為“芯片實(shí)驗(yàn)室”（lab-on-a-chip），在歐洲被稱為“微整合分析芯片”（micrototal analytical systems），隨著材料科學(xué)、微納米加工技術(shù)（MEMS）和微電子學(xué)所取得的突破性進(jìn)展，微流控芯片也得到了迅速發(fā)展，但還是遠(yuǎn)不及“摩爾定律”所預(yù)測(cè)的半導(dǎo)體發(fā)展速度。現(xiàn)在阻礙微流控技術(shù)發(fā)展的瓶頸仍然是早期限制其發(fā)展的制造加工和應(yīng)用方面的問題。
微流體的操控的難題：自動(dòng)精確地操控液體流動(dòng)是微流控免疫芯片的主要挑戰(zhàn)之一。目前通常依賴復(fù)雜的通道、閥門、泵、混合器等，通過控制閥門的開關(guān)實(shí)現(xiàn)多步驟反應(yīng)有序進(jìn)行。盡管各種閥門的尺寸很小，但使閥門有序工作需要龐大的外部泵、連接器和控制設(shè)備，從而阻礙了芯片的集成性、便攜性和自動(dòng)化。為盡可能減少驅(qū)動(dòng)泵等輔助設(shè)備以使系統(tǒng)小型化，Mauk等研究人員結(jié)合層壓、柔韌的“袋”和“膜”結(jié)構(gòu)來減少或消除用于流體控制的輔助儀器，通過手指按壓充氣囊或充液囊實(shí)現(xiàn)流體驅(qū)動(dòng)。此外研究人員還嘗試通過復(fù)雜的多層設(shè)計(jì)，更利于控制試劑加載、液體流動(dòng)，如Furutani等人開發(fā)了一種6層芯片疊加黏合而成的光盤形微流控設(shè)備，每一層都有其特定功能，如加載孔、儲(chǔ)液池、反應(yīng)腔等，盡可能避免降低敏感性。微流控芯片技術(shù)用于基因測(cè)序。
美國圣母大學(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。微流控芯片通過設(shè)計(jì)可以呈現(xiàn)多流道的形式。四川圖解微流控芯片實(shí)驗(yàn)室 pdf
為什么微流控芯片對(duì)我們很重要？浙江微流控芯片市場(chǎng)
特定設(shè)計(jì)芯片的批量生產(chǎn)也降低了其成本。Caliper的旗艦產(chǎn)品是LabChip 3000新藥研發(fā)系統(tǒng)，其微流體成分分析可以達(dá)到10萬個(gè)樣品，還有用于高通量基因和蛋白分析的LabChip 90 電泳系統(tǒng)。據(jù)Caliper宣稱，75 %的主要制藥和生物技術(shù)公司都在使用LabChip 3000系統(tǒng)。美國加州的安捷倫科技公司曾與Caliper科技公司簽署正式合作協(xié)議，該項(xiàng)合作于1998年開始，安捷倫作為一個(gè)儀器生產(chǎn)商的實(shí)力，結(jié)合其在噴墨墨盒的經(jīng)驗(yàn)，在微流控技術(shù)尚未成熟時(shí)，就對(duì)微流體市場(chǎng)做出了獨(dú)特的預(yù)見，除了采用MEMS微納米加工技術(shù)外，采用噴墨打印是目前為止微流控技術(shù)應(yīng)用很多的產(chǎn)品路徑之一。浙江微流控芯片市場(chǎng)
