美國(guó)Caliper Life Sciences公司Andrea Chow博士認(rèn)為，微流控技術(shù)的成功取決于技術(shù)上的跨界聯(lián)合、技術(shù)和應(yīng)用，這三個(gè)因素是相關(guān)的。他說(shuō)：“為形成聯(lián)合，我們嘗試了所有可能達(dá)到一定復(fù)雜性水平的應(yīng)用。從長(zhǎng)遠(yuǎn)且嚴(yán)密的角度來(lái)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，我們發(fā)現(xiàn)了很多無(wú)需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的集成卻有較高使用價(jià)值的應(yīng)用，如機(jī)械閥和微電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）。改進(jìn)的微流控技術(shù)，一般用于蛋白或基因電泳，常?？扇〈郾０纺z電泳。進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的微流控芯片可用于酶和細(xì)胞的檢測(cè)，在開(kāi)發(fā)新prescription面很有用。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。廣東微流控芯片應(yīng)用

單分子檢測(cè)用PDMS芯片的超凈加工與表面修飾：?jiǎn)畏肿訖z測(cè)對(duì)芯片表面潔凈度與非特異性吸附控制要求極高，公司建立了萬(wàn)級(jí)潔凈車間環(huán)境下的PDMS芯片超凈加工流程。從硅模清洗（采用氧等離子體處理去除有機(jī)殘留）到PDMS預(yù)聚體真空脫氣（真空度<10Pa），每個(gè)環(huán)節(jié)均嚴(yán)格控制顆粒污染，確保芯片表面顆粒雜質(zhì)<5μm的數(shù)量<5個(gè)/cm2。表面修飾采用硅烷化試劑（如APTES）與親水性聚合物（如PEG）層層自組裝，將蛋白吸附量降低至<1ng/cm2，滿足單分子熒光成像對(duì)背景噪聲的嚴(yán)苛要求。典型產(chǎn)品單分子免疫芯片可檢測(cè)低至10pM濃度的生物標(biāo)志物，較傳統(tǒng)ELISA靈敏度提升100倍。公司還開(kāi)發(fā)了芯片表面功能化定制服務(wù)，根據(jù)客戶需求接枝抗體、DNA探針等生物分子，實(shí)現(xiàn)“即買即用”的檢測(cè)芯片解決方案，加速單分子檢測(cè)技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化。四川微流控芯片發(fā)展趨勢(shì)在微流控芯片上檢測(cè)所需要被檢測(cè)的樣本量體積往往只需要微升級(jí)別。

微流控芯片的組成：微流控芯片由主體芯片、流體控制模塊、信號(hào)采集模塊和外部控制模塊組成。主體芯片是一個(gè)微通道網(wǎng)絡(luò)，由微流道、微閥門、微泵等構(gòu)成；流體控制模塊負(fù)責(zé)流體的輸入、輸出和控制；信號(hào)采集模塊用于采集傳感器的信號(hào)；外部控制模塊用于控制芯片的操作。微流控芯片的特點(diǎn)：尺寸?。何⒘骺匦酒某叽缤ǔ楹撩准?jí)或更小，體積小巧，便于集成和攜帶?？焖俑咝В何⒘骺匦酒軌?qū)崿F(xiàn)快速混合、傳輸和分離微流體，反應(yīng)速度快，效率高。靈活可控：微流控芯片可以通過(guò)控制微閥門、微泵等實(shí)現(xiàn)對(duì)微流體的精確控制和調(diào)節(jié)。低成本：與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相比，微流控芯片具有成本低廉的優(yōu)勢(shì)，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)室的成本和資源。

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(wú)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)。

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(guò)優(yōu)化Bosch工藝參數(shù)，實(shí)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(guò)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(shí)，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(kāi)發(fā)了雙面刻蝕與通孔對(duì)齊技術(shù)，實(shí)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(dòng)MEMS技術(shù)在能源、環(huán)境等領(lǐng)域的跨學(xué)科應(yīng)用。微流控芯片的發(fā)展歷史。湖南玻璃微流控芯片

深硅刻蝕實(shí)現(xiàn) 500μm 以上深度微流道，適用于高壓流體控制與微反應(yīng)器。廣東微流控芯片應(yīng)用

微流控芯片在POCT設(shè)備中的小型化設(shè)計(jì)與加工：POCT（即時(shí)檢驗(yàn)）設(shè)備對(duì)微流控芯片的小型化、低成本與易用性提出了極高要求。公司通過(guò)微流道集成設(shè)計(jì)，將樣品預(yù)處理、反應(yīng)、檢測(cè)等功能壓縮至25mm×25mm芯片內(nèi)，配合毛細(xì)虹吸與重力驅(qū)動(dòng)流路，省去外部泵閥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)力操作。加工方面，采用紫外激光切割技術(shù)實(shí)現(xiàn)芯片邊緣的高精度成型（誤差<±50μm），并通過(guò)模內(nèi)注塑技術(shù)集成進(jìn)樣孔、反應(yīng)腔與檢測(cè)窗口，單芯片生產(chǎn)成本較傳統(tǒng)工藝降低30%。典型案例包括抗原檢測(cè)芯片，其微流道網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了樣本稀釋、抗體捕獲與顯色反應(yīng)的一體化，檢測(cè)時(shí)間縮短至15分鐘，檢測(cè)靈敏度與膠體金法相當(dāng)，但操作步驟減少50%。公司還開(kāi)發(fā)了芯片與試紙條的復(fù)合結(jié)構(gòu)，兼容現(xiàn)有POCT儀器讀取系統(tǒng)，為快速診斷產(chǎn)品提供了從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的全鏈條解決方案。廣東微流控芯片應(yīng)用