通過(guò)微流控芯片檢測(cè),有助于改進(jìn)診斷性能、發(fā)現(xiàn)尚未被識(shí)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(cè)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(jì)不同于其他免疫芯片,用于自身抗體檢測(cè)的微流控芯片須將自身抗原固定在芯片表面。Matsudaira等人通過(guò)光活性劑將自身抗原共價(jià)固定在聚酯平板上,利用光照射誘導(dǎo)自由基反應(yīng)實(shí)現(xiàn)固定,不需要自身抗原的特定官能團(tuán)。Ortiz等人將3種自身抗體通過(guò)羧基端硫醇化而固定在聚酯表面,用于檢測(cè)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(yàn)試劑盒。干濕結(jié)合刻蝕技術(shù)制備納米級(jí)微針,可用于組織液提取與電化學(xué)檢測(cè)器件。山東微流控芯片誠(chéng)信合作
微流控芯片與傳感器集成的模塊化加工方案:為滿足“芯片即實(shí)驗(yàn)室”的集成化需求,公司提供微流控芯片與傳感器的模塊化加工服務(wù),實(shí)現(xiàn)流體控制與信號(hào)檢測(cè)的一體化設(shè)計(jì)。在生物傳感芯片中,微流道下游集成電化學(xué)傳感器(如碳電極陣列)或光學(xué)傳感器(如熒光檢測(cè)窗口),通過(guò)微閥控制實(shí)現(xiàn)樣品進(jìn)樣、清洗及信號(hào)讀取的自動(dòng)化。例如,POCT血糖儀芯片將血樣引入微流道后,通過(guò)酶電極實(shí)時(shí)檢測(cè)葡萄糖氧化反應(yīng)電流,整個(gè)過(guò)程在30秒內(nèi)完成,檢測(cè)精度與傳統(tǒng)血糖儀一致,但體積縮小80%。加工過(guò)程中,公司解決了傳感器與流道的密封兼容性問(wèn)題,采用激光焊接與導(dǎo)電膠鍵合技術(shù),確保信號(hào)傳輸穩(wěn)定性與流體零泄漏。該模塊化方案支持定制化功能組合,適用于食品安全快速篩查等便攜式設(shè)備,為現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)檢測(cè)(POCT)提供了高效集成平臺(tái)。山西微流控芯片結(jié)構(gòu)推動(dòng)微流控芯片技術(shù)的進(jìn)步。
柔性電極芯片在腦機(jī)接口中的關(guān)鍵加工工藝:腦機(jī)接口技術(shù)對(duì)柔性電極的超薄化、生物相容性及信號(hào)穩(wěn)定性提出極高要求。公司利用MEMS薄膜沉積與光刻技術(shù),在聚酰亞胺(PI)或PDMS柔性基板上制備厚度<10μm的金屬電極陣列,電極間距可達(dá)20μm,實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)神經(jīng)元電信號(hào)的精細(xì)記錄。通過(guò)濕法刻蝕形成柔性支撐結(jié)構(gòu),配合邊緣圓潤(rùn)化處理,將手術(shù)植入時(shí)的腦組織損傷風(fēng)險(xiǎn)降低60%以上。表面涂層采用聚乙二醇(PEG)與氮化硅復(fù)合層,有效抑制蛋白吸附與炎癥反應(yīng),使電極壽命延長(zhǎng)至6個(gè)月以上。典型產(chǎn)品MEA柔性電極已應(yīng)用于癲癇病灶定位與神經(jīng)康復(fù)設(shè)備,其高柔韌性可貼合腦溝回復(fù)雜曲面,信號(hào)信噪比提升30%,為神經(jīng)科學(xué)研究與臨床醫(yī)治提供了突破性解決方案。
大腦微流控芯片:與神經(jīng)元和細(xì)胞間相互作用直接相關(guān)的因素在腦組織功能的情況下起著重要作用。大腦及其組織的研究在很大程度上是復(fù)雜的,這使得諸如培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶之類的2D模型無(wú)效,因?yàn)檫@些系統(tǒng)無(wú)法模擬大腦的實(shí)際生理環(huán)境。為了克服這一局限性,研究人員目前正在研究開(kāi)發(fā)大腦微流控芯片平臺(tái),可以在先進(jìn)的小型化工程平臺(tái)下研究大腦的生理因素,該平臺(tái)可以通過(guò)多步光刻技術(shù)制備。它通過(guò)制造不同尺寸的微通道進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了對(duì)腦組織的研究。從設(shè)計(jì)到硬質(zhì)塑料芯片成型的快速工藝,大幅縮短研發(fā)周期與試產(chǎn)成本。
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(jī)械強(qiáng)度與加工精度優(yōu)勢(shì)。公司利用深硅刻蝕(DRIE)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高深寬比(>20:1)微流道加工,深度可達(dá)500μm以上,適用于高壓流體控制、微反應(yīng)器等場(chǎng)景。硅片表面通過(guò)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(shí)驗(yàn)室”(Lab-on-a-Chip)系統(tǒng)。例如,在腦機(jī)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(jì),實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)信號(hào)記錄與藥物微灌注的同步功能,其生物相容性通過(guò)表面PEG涂層優(yōu)化,可長(zhǎng)期植入體內(nèi)穩(wěn)定工作。公司還開(kāi)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(wèn)題,推動(dòng)硅基微流控芯片在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的跨學(xué)科應(yīng)用。深硅刻蝕結(jié)合親疏水涂層,制備高深寬比微井 / 流道用于生化反應(yīng)與測(cè)序。湖南pdms微流控芯片
顯微鏡與電鏡測(cè)量確保微流道精度,支撐高精度生物芯片開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)。山東微流控芯片誠(chéng)信合作
微流控芯片鍵合工藝的密封性與可靠性優(yōu)化:鍵合工藝是微流控芯片封裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié),公司針對(duì)不同材料組合開(kāi)發(fā)了多元化鍵合技術(shù)。對(duì)于PDMS軟芯片,采用氧等離子體活化鍵合,鍵合強(qiáng)度可達(dá)20kPa,滿足低壓流體(<50kPa)長(zhǎng)期穩(wěn)定傳輸;硬質(zhì)塑料芯片通過(guò)熱壓鍵合(溫度80-150℃,壓力5-10MPa)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接,適用于高壓流路(如200kPa以上);玻璃與硅片的陽(yáng)極鍵合(電壓500-1000V,溫度300℃)則形成化學(xué)共價(jià)鍵,鍵合界面缺陷率<0.1%。鍵合前通過(guò)激光微加工去除流道邊緣毛刺,配合機(jī)器視覺(jué)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(精度±2μm),確保多層結(jié)構(gòu)的精細(xì)對(duì)位。密封性能檢測(cè)采用壓力衰減法(分辨率0.1kPa)與熒光滲漏成像,確保芯片在復(fù)雜工況下無(wú)泄漏。該技術(shù)體系保障了微流控芯片從實(shí)驗(yàn)室原型到工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的可靠性跨越,廣泛應(yīng)用于體外診斷、生物制藥等對(duì)密封性要求極高的領(lǐng)域。山東微流控芯片誠(chéng)信合作