微流控芯片是一種把整個(gè)化驗(yàn)室的功能，包括采樣、稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等集成在微芯片上，且可以多次使用的裝置。微流控芯片常以硅、玻璃、石英、熱塑性塑料為材料。

微流控芯片的基本概念

微流控芯片實(shí)驗(yàn)室，又稱其為芯片實(shí)驗(yàn)室或微流控芯片技術(shù)，是把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動(dòng)完成分析全過程。

微流控芯片在生物、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)生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、流體、電子、材料、機(jī)械等學(xué)科交叉的嶄新研究領(lǐng)域。由于微米級(jí)的結(jié)構(gòu)，流體在微流控芯片中顯示和產(chǎn)生了與宏觀尺度不同的特殊性能，因此發(fā)展出獨(dú)特的分析產(chǎn)生的性能。

微流控芯片的原理

微流控芯片采用類似半導(dǎo)體的微機(jī)電加工技術(shù)在芯片上構(gòu)建微流路系統(tǒng)，將實(shí)驗(yàn)與分析過程轉(zhuǎn)載到由彼此聯(lián)系的路徑和液相小室組成的芯片結(jié)構(gòu)上，加載生物樣品和反應(yīng)液后，采用微機(jī)械泵、電水力泵和電滲流等方法驅(qū)動(dòng)芯片中緩沖液的流動(dòng)，形成微流路，于芯片上進(jìn)行一種或連續(xù)多種的反應(yīng)。激光誘導(dǎo)熒光、電化學(xué)和化學(xué)等多種檢測(cè)系統(tǒng)以及與質(zhì)譜等分析手段結(jié)合的很多檢測(cè)手段已經(jīng)被用在微流控芯片中，對(duì)樣品進(jìn)行快速、準(zhǔn)確和高通量分析。

微流控芯片的最大特點(diǎn)是在一個(gè)芯片上可以形成多功能集成體系和數(shù)目眾多的復(fù)合體系的微全分析系統(tǒng)。微型反應(yīng)器是芯片實(shí)驗(yàn)室中常用的用于生物化學(xué)反應(yīng)的結(jié)構(gòu)，如毛細(xì)管電泳、聚合酶鏈反應(yīng)、酶反應(yīng)和DNA雜交反應(yīng)的微型反應(yīng)器等。其中電壓驅(qū)動(dòng)的毛細(xì)管電泳(CE)比較容易在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)，因而成為其中發(fā)展最快的技術(shù)。它是在芯片上蝕刻毛細(xì)管通道，在電滲流的作用下樣品液在通道中泳動(dòng)，完成對(duì)樣品的檢測(cè)分析，如果在芯片上構(gòu)建毛細(xì)管陣列，可在數(shù)分鐘內(nèi)完成對(duì)數(shù)百種樣品的平行分析。

自1992年微流控芯片CE首次報(bào)道以來，進(jìn)展很快。首臺(tái)商品儀器是微流控芯片CE，可提供用于核酸及蛋白質(zhì)分析的微流控芯片產(chǎn)品。

微流控芯片組成結(jié)構(gòu)

微流控芯片的結(jié)構(gòu)由具體研究和分析目的決定，設(shè)計(jì)和加工微流控芯片片基開展微流控芯片研究的基礎(chǔ)。

微流控芯片的主體結(jié)構(gòu)由上下兩層片基組成(PMMA、PDMS、玻璃等材料)，包括微通道，微結(jié)構(gòu)、進(jìn)樣口，檢測(cè)窗等結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。外圍設(shè)備有蠕動(dòng)泵、微量注射泵、溫控系統(tǒng)、以及紫外、熒光、電化學(xué)、色譜等檢測(cè)部件組成。附加在微流控芯片結(jié)構(gòu)上的電器設(shè)備是微流控芯片進(jìn)行研究的必要組成部分，主要功能如驅(qū)動(dòng)和控制微流體的流動(dòng)、溫度調(diào)控、圖像采集和分析，以及自動(dòng)化控制等。

微流控芯片的材料

微流控芯片起源于MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)，早期常用的材料是硅和玻璃。近年來高分子聚合物材料己經(jīng)成為微流控芯片加工的主要材料，它的種類多、價(jià)格便宜、絕緣性好、性能指標(biāo)優(yōu)，可施加高電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)快速分離，加工成型方便，易于實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

微流控芯片的材料——硅

硅具有散熱好、強(qiáng)度大、價(jià)格適中、純度高和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。隨著微電子的發(fā)展，硅材料的加工技術(shù)越來越成熟，硅材料首先被用于微流控芯片的制作，因具有良好的光潔度和成熟的加工工藝，可以用于微泵、微閥和模具等器件。但是硅材料也有本身的缺點(diǎn)，例如絕緣性和透光性較差、深度刻蝕困難、硅基片的粘合成功率低等，這些影響了硅的應(yīng)用。

微流控芯片的材料——玻璃

如今，玻璃己被廣泛用于制作微流控芯片，使用光刻和蝕刻技術(shù)可以將微通道網(wǎng)絡(luò)刻在玻璃材料上，它的優(yōu)點(diǎn)是有一定的強(qiáng)度、散熱性、透光性和絕緣性都比較好，很適合通常的樣品分析。

微流控芯片的材料——高分子聚合物材料

高分子聚合物材料由于成本低、易于加工成型和批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來越多的關(guān)注。用于加工微流控芯片的高分子聚合物材料主要有三大類：熱塑性聚合物、固化型聚合物和溶劑揮發(fā)型聚合物。

 

2018-11-19 17:32:01 1791次 http://www.yiqi.com/daogou/detail_1603.html 熱門標(biāo)簽：
芯片掃描儀是用來檢測(cè)基因芯片雜交結(jié)果的裝置，目前商品化供應(yīng)的芯片掃描儀主要有兩大類：激光共聚焦微點(diǎn)陣芯片掃描儀和ＣＣＤ微點(diǎn)陣芯片掃描儀，微點(diǎn)陣芯片掃描儀使用最為普遍。

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芯片點(diǎn)樣儀是用接觸法制備生物芯片的主要設(shè)備。它的本體為三自由度的直角坐標(biāo)機(jī)器人，建模和控制相對(duì)簡(jiǎn)單，但由于機(jī)器人末端精度要求到達(dá)微米級(jí)，因此控制系統(tǒng)要求具有較高的精度。

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芯片檢測(cè)儀涉及生物芯片檢測(cè)技術(shù)和體外臨床檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，主要用于對(duì)化學(xué)發(fā)光和其他自發(fā)光形式的生物芯片反應(yīng)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)和分析。

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