納米級結(jié)構(gòu)的集成的,讓微流控芯片的性能實現(xiàn)質(zhì)的飛躍,深圳市勃望初芯半導(dǎo)體科技有限公司憑借 EBL 電子束光刻技術(shù),在微流控芯片上實現(xiàn)納米級功能結(jié)構(gòu),拓展應(yīng)用邊界。公司可制作基于納米級微電極陣列的超表面芯片,電極間距小可達 50nm,能精細(xì)捕獲生物電信號,如在神經(jīng)科學(xué)研究中,該芯片可記錄單個神經(jīng)元的電活動,為腦科學(xué)研究提供高分辨率工具;也可制作納米級金屬微柱陣列芯片,通過調(diào)控微柱尺寸與排布,實現(xiàn)生物分子的特異性捕獲,如在早期檢測中,微柱陣列可高效捕獲血液中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs),捕獲效率達 95% 以上。在某生物醫(yī)療公司的合作中,勃望初芯為其定制納米微電極陣列微流控芯片,用于心肌細(xì)胞電生理檢測,芯片可實時監(jiān)測心肌細(xì)胞的動作電位,為藥物心臟毒性評估提供精細(xì)數(shù)據(jù),這種 “微流控 + 納米結(jié)構(gòu)” 的融合創(chuàng)新,讓芯片具備了傳統(tǒng)器件無法比擬的性能優(yōu)勢。POCT 微流控芯片通過集成設(shè)計,實現(xiàn)無泵閥自動化樣本處理與快速檢測。浙江微流控芯片平臺
硅片微流道加工在微納器件中的應(yīng)用拓展:硅片作為MEMS工藝的主流材料,在微流控芯片中兼具機械強度與加工精度優(yōu)勢。公司利用深硅刻蝕(DRIE)技術(shù)實現(xiàn)高深寬比(>20:1)微流道加工,深度可達500μm以上,適用于高壓流體控制、微反應(yīng)器等場景。硅片表面通過熱氧化或氮化處理形成絕緣層,可集成微電極、壓力傳感器等功能單元,構(gòu)建“芯片實驗室”(Lab-on-a-Chip)系統(tǒng)。例如,在腦機接口柔性電極芯片中,硅基微流道與鉑銥電極的集成設(shè)計,實現(xiàn)了神經(jīng)信號記錄與藥物微灌注的同步功能,其生物相容性通過表面PEG涂層優(yōu)化,可長期植入體內(nèi)穩(wěn)定工作。公司還開發(fā)了硅片與PDMS、玻璃的異質(zhì)鍵合技術(shù),解決了不同材料熱膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致的應(yīng)力問題,推動硅基微流控芯片在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的跨學(xué)科應(yīng)用。寧夏微流控芯片性價比支持 0.5-5μm 微米級尺度微流控芯片加工,滿足單分子檢測等高精需求。
在微流控芯片定制加工方面,公司已建立完善的PDMS芯片標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)線,以自研產(chǎn)品單分子系列PDMS芯片產(chǎn)線為基礎(chǔ),建立了完善的PDMS硅膠來料、PDMS芯片加工、PDMS成品質(zhì)檢、測試小試產(chǎn)線。涵蓋硅膠來料處理、精密模具成型、成品質(zhì)檢等環(huán)節(jié),可批量交付單分子級檢測芯片、液滴生成芯片等產(chǎn)品。其微流控解決方案廣泛應(yīng)用于毛細(xì)導(dǎo)流模擬、高通量測序反應(yīng)腔構(gòu)建、地質(zhì)勘探流體分析等多元化場景,彰顯“MEMS+醫(yī)療”技術(shù)跨界融合的創(chuàng)新價值。通過工藝標(biāo)準(zhǔn)化與定制化能力的深度協(xié)同,正推動微納加工技術(shù)從實驗室原型向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的高效轉(zhuǎn)化。
通過微流控芯片檢測,有助于改進診斷性能、發(fā)現(xiàn)尚未被識別的致病性自身抗體。隨著微流控免疫芯片的推廣,自身抗體檢測成為微流控免疫芯片的重要研究方向之一。此類芯片的設(shè)計不同于其他免疫芯片,用于自身抗體檢測的微流控芯片須將自身抗原固定在芯片表面。Matsudaira等人通過光活性劑將自身抗原共價固定在聚酯平板上,利用光照射誘導(dǎo)自由基反應(yīng)實現(xiàn)固定,不需要自身抗原的特定官能團。Ortiz等人將3種自身抗體通過羧基端硫醇化而固定在聚酯表面,用于檢測乳糜瀉特異性自身抗體,該微流控芯片的敏感性接近商品化酶聯(lián)免疫吸附試驗試劑盒。硅片微流道加工集成微電極,構(gòu)建腦機接口柔性電極系統(tǒng)減少手術(shù)創(chuàng)傷。
深硅刻蝕工藝在高深寬比結(jié)構(gòu)中的技術(shù)突破:深硅刻蝕(DRIE)是制備高深寬比微流道的主要工藝,公司通過優(yōu)化Bosch工藝參數(shù),實現(xiàn)了深度100-500μm、寬深比1:10至1:20的微結(jié)構(gòu)加工??涛g過程中采用電感耦合等離子體(ICP)源,結(jié)合氟基氣體(如SF6)與碳基氣體(如C4F8)的交替刻蝕與鈍化,確保側(cè)壁垂直度>89°,表面粗糙度<50nm。該技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘探模擬芯片時,可精確復(fù)制地下巖層的微孔結(jié)構(gòu),用于油氣滲流特性研究;在生化試劑反應(yīng)腔中,高深寬比流道增加了反應(yīng)物接觸面積,使酶促反應(yīng)速率提升40%。公司還開發(fā)了雙面刻蝕與通孔對齊技術(shù),實現(xiàn)三維立體流道網(wǎng)絡(luò)加工,為微反應(yīng)器、微換熱器等復(fù)雜器件提供了關(guān)鍵制造能力,推動MEMS技術(shù)在能源、環(huán)境等領(lǐng)域的跨學(xué)科應(yīng)用。微流控技術(shù)能夠把樣本檢測整個過程集中在幾厘米的芯片上。湖南微流控芯片貨源充足
推動微流控芯片技術(shù)的進步。浙江微流控芯片平臺
lab-on-chip 產(chǎn)生的應(yīng)用目的是實現(xiàn)微全分析系統(tǒng)的目標(biāo)-芯片實驗室,目前工作發(fā)展的重點應(yīng)用領(lǐng)域是生命科學(xué)領(lǐng)域。當(dāng)前(2006)研究現(xiàn)狀:創(chuàng)新多集中于分離、檢測體系方面;對芯片上如何引入實際樣品分析的諸多問題,如樣品引入、換樣、前處理等有關(guān)研究還十分薄弱。它的發(fā)展依賴于多學(xué)科交叉的發(fā)展。目前媒體普遍認(rèn)為的生物芯片(micro-arrays),如,基因芯片、蛋白質(zhì)芯片等只是微流量為零的點陣列型雜交芯片,功能非常有限,屬于微流控芯片(micro-chip)的特殊類型,微流控芯片具有更廣的類型、功能與用途,可以開發(fā)出生物計算機、基因與蛋白質(zhì)測序、質(zhì)譜和色譜等分析系統(tǒng),成為系統(tǒng)生物學(xué)尤其系統(tǒng)遺傳學(xué)的極為重要的技術(shù)基礎(chǔ)。浙江微流控芯片平臺