微流控芯片行业研究
微流控芯片行业研究
微流控芯片概况
01微流控芯片的定义
微流控的“微”是指实验仪器设备的微型化（尺寸为数十到数百微米）；“流”是指实验对象属于流体（体积为纳升到阿升）；“控”代表着在微型化设备上对流体的控制、操作和处理。它属于一种底层技术，交织着化学、流体物理、微电子、新材料等多门学科知识，从理论上说任何流体参与的实验，都应有微流控技术的一席之地。
微流控芯片（Microfluidic Chip），又称为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)，是微流控技术的下游应用单元，是指把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。具体来说，通过MEMS技术在固体芯片表面构建微型生物化学分析系统，从而实现对无机离子、有机物质、蛋白质、核酸以及其他特定目标对象的快速、准确的处理和检测。它将需要在实验室进行的样品处理、生化反应和结果检测等关键步骤都汇聚到了一张小小的芯片上进行，故又被业界誉为“芯片实验室”。
由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
02微流控芯片的发展历史
上世纪50年代末，美国诺贝尔物理学奖得主Richard Feynman教授预见未来的制造技术将沿着从大到小的途径发展，他在1959年使用半导体材料将实验用的机械系统微型化，从而造就了世界上首个微型电子机械系统（Micro-electro-mechanical Systems，MEMS），这成为了未来微流控技术问世的基石。
从微流控的定义上来讲，真正微流控技术的问世是在1990年。瑞士Ciba-Geigy公司的Manz 与Widmer应用MEMS技术在一块微型芯片上实现了此前一直需要在毛细管内才能完成的电泳分离，首次提出了微全分析系统（Micro-Total Analytical System，ì-TAS）即我们现在熟知的微流控芯片。
1994年，美国橡树岭国家实验室的研究人员Mike Ramsey在Manz与Widmer的原有研究基础上，改进了芯片毛细管电泳进样方法，提高了其性能。同年，世界首届国际微全分析系统学术会议在荷兰Enschede举行，微流控芯片全面进入大众视野。
1995年，全球首家专门从事微流控芯片技术的公司—Caliper Life Sciences在美国马萨诸塞州成立。
1999年世界首台微流控芯片商品化仪器-毛细管电泳微芯片由安捷伦公司和Galiper公司联合推出，被应用于生物分析和临床分析领域。
中国打响打响微流控赛道第一枪的是《Lab on a Chip（芯片实验室）》。该刊创建于2001年，专门用于收录微流控技术研究类文章。一年后，中国迎来了首次以微流控为主题的学术会议，即北京举办的首届全国微全分析系统会议，实现微流控芯片大规模集成。
03微流控芯片的技术优势
微流控芯片的最大特点是在一个芯片上可以形成多功能集成体系和数目众多的复合体系的微全分析系统。
04微流控芯片技术详解
4.1 微流控芯片的技术原理
微流控芯片采用类似半导体的微机电加工技术在芯片上构建微流路系统，将实验与分析过程转载到由彼此联系的路径和液相小室组成的芯片结构上，加载生物样品和反应液后，采用微机械泵。电水力泵和电渗流等方法驱动芯片中缓冲液的流动，形成微流路，于芯片上进行一种或连续多种的反应。激光诱导荧光、电化学和化学等多种检测系统以及与质谱等分析手段结合的很多检测手段已经被用在微流控芯片中，对样品进行快速、准确和高通量分析。
4.2 微流控芯片的基质材料
到目前为止，制作微流控芯片的材料主要有：硅、玻璃、石英、高聚物、陶瓷、纸。合适的材料对于制作工艺选择和微流控芯片的成功应用非常重要。
05微流控芯片的应用领域
原则上，微流控芯片可以用于各个分析领域，如生物医学、新药物的合成与筛选、以及食品和商品检验、环境监测、刑事科学、军事科学和航天科学等其他重要应用领域。目前的应用重点主要集中于在生物医学领域：核酸分离和定量、DNA测序、基因突变和基因差异表达分析、蛋白质的筛分等。
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微流控芯片行业发展现状
01国全球微流控破百亿，器官芯片主导
根据Yole分析师最新数据统计显示，2018年全球微流控产品市场规模达到87亿美元，2019-2024年期间的复合年增长率高达11.7%，预计2024年将达到174亿美元。两项主要应用为：（1）即时检测（POCT）；（2）制药/生命科学研究（包括测序、基因组学和蛋白质组学）。不过，其它微流控应用也在不断发展。
据麦姆斯咨询介绍，2016年-2018年期间器官芯片市场增长了4倍（从750万美元增至2960万美元），而2018年-2024年期间的复合年增长率（CAGR）预计将高达35.3%。
02国内增量空间大，上市周期短
目前来讲，微流控的最大的产业化场景还是在于体外诊断。虽然基于微流控技术的复杂诊断测试市场主要由国外的公司主导，但由于中国厂商在性能方面提出了吸引人且创新的解决方案，以及在价格方面也更有优势，国产微流控厂商的市场份额在近几年及将来将保持着远高于全球的增长速度。
2015年，我国微流控芯片行业市场规模达到25.7亿元，比2014年同比增长8.2%。2015年，我国微流控芯片行业产量达到692.45万个，比2014年同比增长8.7%；需求量达到717.56万个，
比2014年同比增长8.4%。
根据Yole的调研，预估中国厂商的微流控产品销售额将从2017年的1.71亿美元增长至2023年的7.541亿美元，复合年增长率高达28%，而此间全球微流控市场的增长率稳定在18%左右。且新兴中国微流控厂商的产品上市周期更短。
03产品多样化，厂商区域特征明显
中国的微流控芯片供应链与国外相比仍然存在差距，尤其是玻璃和硅基微流控芯片。部分中国诊断公司选择内部生产微流控芯片，并将其运用在产品中，而其它公司仍然更愿意与国外的微流控装置制造商合作。通过这种方式，它们能够集成更高质量的芯片，同时仍然能够以比国际巨头更低的价格提供产品。由中国微流控工业协会的统计数据来看，截至2018年中国的微流控企业主要分布于东部及经济发达地区，尤以长三角、珠三角为最。
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微流控芯片发展制约因素
01技术难度高，制作工艺复杂
微流控技术被列为“未来15年内影响人类最深“的发明之一、“改变未来的7种技术”之一。一块芯片的成型要考虑微流控芯片加工、微流控芯片封合、微流控流体驱动、气溶胶污染设计、仪器信号检测、配套软件系统，涉及工业制造、设计、软件工程、计算机技术等高精密技术科学。一条芯片制造生产线大约涉及50多个行业，一般要经过2000-5000道工艺流程，制造过程相当复杂。
除此之外，虽然微流控芯片核心区域可能就几平方厘米大小，但涉及到的上游产业却相当庞大，并且对加工精度等有非常高的要求，这使得成本一直居高不下。虽然也号称芯片，但其产业链成熟度与半导体芯片完全不可同日而语。
02核心技术缺乏规范和标准
一个成熟的微流控产品，往往需要配套使用的试剂——核心的微流控芯片、芯片驱动平台、光电检测模块、信号处理模块以及人机交互的软件系统等等组件。对于一个成熟的产业链而言，一个复杂的产品的不同组件是由不同公司大规模的生产，然后有某个掌握一个或者几个核心技术的公司组装而成。在微流控的产业化中，由于这个技术还不太成熟，产品缺乏相应的标准化和规
目前，中国MEMS传感器应用的前三名为分消费电子、工业控制和汽车电子，三者合计占据总市场份额的75%以上，医疗电子占比仅为9%。未来，医疗电子将向生物微流控系统加快渗透，在MEMS领域占比一席之地。
02大企业的兼并收购成常态
市场良性循环导致了跨国公司对微流控芯片专业公司的竞相收购。目前国外微流控芯片的专业公司包括Cepheid、BioFire、IQuum等，这些企业在其产品力成熟之时，先后被跨国公司收购：BioFire在2013年9月被梅里埃生物以4.5亿美元收购，IQuum在2014年4月被罗氏收购，Cepheid在2016年9月被丹纳赫以40亿美元收购。因此，目前微流控芯片技术主要由罗氏和雅培等大型跨国厂商主导。总体来看，微流控技术的发展不断吸引着资金投入到这个领域，形成了技术与资金相互充盈的局面。
03国际国内主要参与者
国际上仍然将长期保持着几家独大的局面。在国内，近几年国内相关中小微企业发展迅速，技术创新型产品不断涌现，同时原有大企业也纷纷布局微流控芯片行业，整体呈现百花齐放的竞
争态势。
3.1 Alere（美艾利尔）
成立于2001年，总部位于美国波士顿，公司股票于纽约证券交易所上市（NYSE），股票代码为ALR，是全球心脏标志物POCT行业的领导者，在传染病、心脏标志物和毒理学即时检测领域占有较大的市场份额。其心脏标志物即时检测的代表性产品包括：Alere INRatio/INRatio2 PT/INR 血凝分析仪和Alere Triage? MeterPro（心血管、肾脏、毒理学的综合检测平台）。美艾利尔囊括了几乎所有诊断测试产品的专利，包括快速分析测试技术及医学传感器等。目前，美艾利尔集团为北美 、欧洲、大洋洲、亚洲如：中国、日本、以色列等100 多个国家提供高端的诊断测试产品。
3.2 罗氏
成立于1896年，总部位于瑞士巴塞尔，是一家以研发为基础的全球健康医疗公司，拥有全球领先的制药和诊断业务。作为全球最大的生物技术公司，罗氏在全球体外诊断和基于组织的肿瘤诊断领域享有领导地位，同时也是糖尿病管理领域的先驱者。
3.3 北京博晖创新光电技术股份有限公司
成立于2001年，是一家从事临床实验室诊断产品的研发、生产、销售以及售后服务的高新技术企业。2012年5月公司成功登陆深圳创业板，股票简称“博晖创新”，代码“300318”。
公司第三大平台为微流控分子诊断平台。2007年博晖创新与美国瑞昂公司（Rheonix）合资成立控股子公司——北京博昂尼克微流体技术有限公司，注资2500万元专门投入微流控前沿技术的研究开发，博晖创新负责后续的产品化、工程化研发和产业化实施。
3.4 深圳微点生物技术股份有限公司
微点公司成立于2006年。公司总部设立在位于美国硅谷的Sunnyvale，中国总部设立在深圳，并在法国巴黎等地设立了办事处。致力于以MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微电子机械）技术为基础的Lab on a Chip系列产品的研发、制造和产品销售。
目前，微点公司的床旁即时诊断芯片和检测仪器为血管类疾病、肿瘤、急诊、手术及治疗过程的早期诊断及过程监控提供了高效、安全、精确、低成本的解决方案；创造性地建立了体外诊断床旁即时检测（POC）产品的通用诊断平台。多项创新技术已获得美国、欧洲、中国等多国专利；公司于2012年开发出全球第一款主动式微流控生物试剂卡，是全球仅有的掌握微流控生物芯片核心技术的两家公司之一（美艾利尔、微点生物）。
公司在心脏标志物POCT产品的细分市场中，处于领先地位，主要是与国际市场中该领域的龙头企业美艾利尔进行竞争；在凝血检测POCT 产品技术领域，处于全球领先地位。主要竞争对手包括罗氏和美艾利尔。2017年1月正式挂牌新三板，证券代码：835054。
3.5 天津微纳芯科技有限公司
微纳芯成立于2010年8月，成立之初即获联想之星1500万天使投资，微纳芯成为国内最早将微流控芯片技术应用在医疗领域的探路者，其系列全自动生化分析仪持续为医师、兽医师的机构运营提供解决方案。
公司核心团队来自美国麻省理工学院、德国海德堡大学、中国科学院等知名院校和科研机构；2014年，荣获“国家高新技术企业”称号。截至2018年，微纳芯已向全球50多个国家、地区输出产品与服务。
2015年1月完成由君联资本、联想控股联合投资数千万人民币的A轮融资。
3.6 北京纳迅科技股份有限公司
成立于2010年9月，拥有1000平米的研发及洁净生产车间，是一家专注于体外诊断试剂及仪器、食品安全快速检测的生物科技公司。业务聚焦食品安全检测、动物疫病、实验室安全、免疫检测等领域，建立起了微流控芯片技术、荧光免疫层析技术、免疫亲和柱技术、酶联免疫技术（ELISA）、PCR技术等平台。
纳迅科技和纳米中心微流控技术专家合作研发出了国际首创的纳米纤维素修饰微流控芯片技术，并取得了12项相关发明专利。于2015年3月被认定为中关村高新技术企业。
3.7 苏州汶颢微流控技术股份有限公司
公司于2012年04月06日成立，是一家留学人员回国创业的高新科技企业，集研发、生产、销售为一体。
公司建立了完备的微流控芯片研发与生产中心，配置了三条微流控芯片生产线，包括数控CNC微加工仪器，软刻蚀有机芯片加工系统，光刻-掩模无机芯片加工系统，可以加工生产所有材质的芯片，如玻璃、石英、硅、PDMS和PMMA等。产品涵盖集成式通用医疗诊断芯片、集成式通用环境保护分析监测芯片、集成式通用食品安全分析检测芯片和基于微流控芯片的新能源体系四大系列数十个品种，以及各类科研类芯片，并在生物芯片和化学芯片领域一直保持技术和研发的领先地位，拥有81项知识产权，其中：已申请发明专利65件、实用新型专利7件，注册商标2件，登记软件著作权7件。
3.8 北京百康芯生物科技有限公司
北京百康芯生物科技有限公司成立于2013年,总部位于北京市海淀区。公司依托于微流控芯片和基因检测技术，致力于自动化核酸检测系统研发并；针对传染病和遗传病市场，推出有关产品，以解决传统核酸检测技术不封闭、不自动、不安全的缺陷。
目前公司产品线系列有：iTest微流控快速检测系统、iTotal微流控全集成核酸检测系统，iRT 手持式荧光定量PCR仪，配套多种试剂盒；2014年其产品iTest检测系统曾被用于非洲塞拉利昂埃博拉疫情中。
2017年11月公司完成知名医疗投资基金的4100万人民币A轮融资；2018年01月完成萍乡济峰投资、萍乡济峰投资、蹑景投资、险峰长晴A+轮融资；2019年8月完成由国药资本领投，济峰资本、险峰长青跟投的6500万人民币B轮融资。
3.9 上海速芯生物科技有限公司
公司于2013年08月21日在虹口区成立，依托复旦大学、浙江大学和香港科技大学等高校科研力量，立足于分子检测和微流控芯片技术，面向医疗诊断、公共卫生、食品安全和检验检疫等领域开发系列产品，实现快速、现场的分子精准诊断，是一家产学研转换的高新科技类企业。公司专注于微流控创新产品研发与应用，已通过ISO13485国际医疗器械质量体系认证和中国CFDA 体外诊断质量管理体系考核。
2015年完成天使轮融资。
3.10 融智生物科技（青岛）有限公司
公司成立于2013年9月，是主要从事快速基因分析及微生物蛋白分析高端仪器研究的公司，与中国农业大学、中国科学院等多家科研机构建立了联合实验室。在2018年获评“德勤中国明日之星”企业。
目前已拥有“宽谱定量飞行时间质谱（新一代基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）”及“微流控芯片核酸快速分析”两大技术平台。其自主开发的微流控qPCR广泛适用于临床检验、疾病防控、食品安全、动物养殖业、分子生物、法医鉴定、科研等领域。
2016年3月完成仙瞳芳晟的天使轮融资；2017年3月完成和盟创投、正心投资的A轮融资；2017年12月完成由正心投资、厚生投资的B轮融资；2019年3月完成几千万元B+轮及C轮融资；2019年8月完成由金阖资本、凯辉基金亿元以上人民币的D轮融资
3.11绍兴普施康生物科技有限公司
公司坐落于浙江省“绍兴滨海新城”的科技创业园内，由留美博士于2014年4月创建。 是一家立足于体外诊断（IVD）的高新技术企业，公司利用国际领先的微流控盘式芯片平台技术，结合独创的微量全血分离功能，研发适用国情的凝血、免疫、生化、分子诊断试剂盒及新型配套检测系统。
目前，公司已经建立和完善了以血凝和化学发光为核心的两大微流控技术平台，在此基础上开发相应的检测仪器、微流控盘式芯片和配套诊断试剂。其微流控盘式芯片领域的技术国内领先，已申请国际、国内专利40多项。
2015年1月获台湾知名上市公司─均豪精密仪器股份有限公司500万风险投资；2017年，完成涌铧投资的A轮融资，具体金额未透露。
3.12深圳华迈兴微医疗科技有限公司
公司于2014年12月正式成立，由归国专家及16年IVD技术经验的资深专家创立。致力于医疗器械即时诊断设备(poct）化学发光免疫分析仪以及配套的心血管疾病标志物试剂卡的研发、生产与销售。已经推出全球第一款微型化学发光系统及其配套的多层复合微流控化学发光芯片，主要开发了应用于心脏标志物检测的检测设备。其临床产品线已经进驻国内100多家医院机构，广泛应用于心内科、急诊科、心衰中心、胸痛中心等科室或中心。
微流控芯片的发展及制造工艺介绍
微流控芯片的发展及制造工艺介绍 微流控芯片的发展微全分析系统的概念是在1990年首欠由瑞士Ciba2Geigy 公司的Manz与Widmer提出的，当时主要强调了分析系统的“微”与“全”，及微管道网络的MEMS加工方法，而并未明确其外型特征。次年Manz等即在平板微芯片上实现了毛细管电泳与流动。微型全分析系统当前的发展前沿。微流控分析系统从以毛细管电泳分离为核心分析技术发展到液液萃取、过滤、无膜扩散等多种分离手段。其中多相层流分离微流控系统结构简单，有多种分离功能，具有广泛的应用前景。已有多篇文献报道采用多相层流技术实现芯片上对试样的无膜过滤、无膜参析和萃取分离。同时也有采用微加工有膜微渗析器完成质谱分析前试样前处理操作的报道。流控分析系统从以电渗流为主要液流驱动手段发展到流体动力气压、重动、离心力、剪切力等多种手段。 直至今日，各国科学家在这一领域做出更加显着地成绩。微流控技术作为当前分析科学的重要发展前沿，在研究与应用方面都取得了飞速的发展。 微流控芯片的原理 微流控芯片采用类似半导体的微机电加工技术在芯片上构建微流路系统，将实验与分析过程转载到由彼此联系的路径和液相小室组成的芯片结构上，加载生物样品和反应液后，采用微机械泵。电水力泵和电渗流等方法驱动芯片中缓冲液的流动，形成微流路，于芯片上进行一种或连续多种的反应。激光诱导荧光、电化学和化学等多种检测系统以及与质谱等分析手段结合的很多检测手段已经被用在微流控芯片中，对样品进行快速、准确和高通量分析。微流控芯片的最大特点是在一个芯片上可以形成多功能集成体系和数目众多的复合体系的微全分析系统？微型反应器是芯片实验室中常用的用于生物化学反应的结构，如毛细管电泳、聚合酶链反应、酶反应和DNA 杂交反应的微型反应器等。其中电压驱动的毛细管电泳（Capillary Electrophoresis ，CE）比较容易在微流控芯片上实现，因而成为其中发展最快的技术。它是在芯片上蚀刻毛细管通道，在电渗流的作用下样品液在通道中泳动，完成对样品的检测分析，如果在芯片上构建毛细管阵列，可在数分钟内完成对数百
微流控技术平台在IVD中的运用
一、微流控平台的定义和特点 微流控是一项融合了微电子学、材料科学、生物科学、制药以及临床医学等众多领域的综合性技术，需要跨领域跨学科的深入交流和合作。什么是微流控芯片?微型+集成+自动化。微流控芯片顺应分析仪器的发展趋势(微型化/集成化与便携化),很大程度缩短样本处理时间,并通过精密控制液体流动,实现试剂耗材的最大利用效率,把整个化验室的功能,包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上,且可以多次使用。 微流控芯片的发展正呈现三个基本特征：1）平台研究多学科交叉，2）应用研究多领域渗透，3）产业迅速崛起将成为新一代即时诊断（POCT）的主流技术；微流控反应筛选芯片在高通量药物筛选、材料合成、模拟和单细胞测序等领域显示了巨大潜力；而微流控细胞/器官芯片则有望应用于药物毒理和药理作用研究，部分替代医药研究试验动物，是细胞及微环境操控最重要的技术平台。 微流控芯片的最大特点是在一个芯片上可以形成多功能集成体系和数目众多的复合体系的微全分析系统。微流控芯片内部集成的单元部件越来越多，且集成的规模也归来越大，使着微流控芯片有着强大的集成性。同时可以大量平行处理样品，具有高通量的特点，分析速度快、耗低，物耗少，污染小，分析样品所需要的试剂量仅几微升至几十个微升，被分析的物质的体积甚至在纳升级或皮升级。 原则上，微流控芯片作为一种“微全分析技术平台可以应用于各个分析领域，如生化医疗诊断、食品和商品检验、环境监测、刑事科学、军事科学和航天科学等重要应用领域，其中生物医学分析是热点。目前来看，体外诊断是微流控技术的最大的应用场景，而在体外诊断中，微流控技术应用的重点在于化学发光（免疫诊断）和分子诊断中。 二、微流控的研究及产业化 微流控的理论研究兴起于20多年前，目前，理论研究准备已经非常成熟，在此，不再赘述。下面我们主要看看产业化之路 对比国内外商业化的微流控产品,国外在生化免疫、分子领域均有相对成熟的产品,其中不乏重磅级代表品种(雅培的i-STAT、Illumina的测序仪系列等);国内微流控产品的商业化相对落后,最早上市的微点生物mlabs系列等。 在产业化中，微流控一般分为以下几大类型：气压推动式微流控，离心力推动式微流控，液滴微流控，数字化微流控，纸质微流控等。 气压推动式微流控主要利用气压来推动流体在芯片中的运动，在微流控产业化中出现的最多，像生物梅里埃的filmarray, 罗氏诊断的cobas Liat PCR System，Atlas Genetics的io，博晖创新的HPV分子诊断全自动分析仪，华迈兴微的M2微型化学发光分析系统等等都是。 离心微流控是利用离心力来实现微流控芯片中的芯片的推动，在微流控产业中也占据着重要地位，比如美国爱贝斯（Abaxis）Piccolo Xpress?即时生化检测仪，天津微纳芯科技的pointcare M，杭州霆科生物的微流控芯片农残速测仪等等。
微流控芯片分析法
微流控芯片分析法 一、概述 微流控分析是指利用微流控芯片或系统对物质的组成、含量、结构和功能进行测定和研究的一类分析方法。它起源于20世纪90年代初由瑞士的ManZ和Widmer提出的以微机电系统（microelectromechanical systems,MEMS）技术为基础的“微全分析系统”(miniaturized total analysis systems，或micro total analysis systems，μTAS）概念[1],其目的是通过化学分析设备的微型化与集成化，最大限度地把分析实验室的功能转移到便携的分析设备中，甚至集成到方寸大小的芯片上。由于这种特征，该领域还有一个更为形象的名称“芯片实验室”（lab a chip）。上述系统的核心是微流控芯片(microfluidic chips)，其结构特征是在方寸大小的散芯片上加工微通道网络，通过对通道内微流体的操纵和控制，实现整个化学和生物实验室区功能[2]。 二、微流控分析的基本技术 1.微流控芯片加工技术 微流控芯片的基本结构单元是具有微米级深度和宽度的微通道，由其构成微通道网络，并根据不同的需要集成微结构、微阀、微泵、微储液器、微电极、微检测器、微控制和微处理等单元，组成完整的微流控芯片系统。因此，加工微流控芯片需采用特殊的微细加工技术，该技术起源于微电子工业中的微机电加工技术，目前已发展出多种适合不同芯片材质的芯片微加工技术[2-4]。 微流控芯片所使用的材料包括无机和有机材料两大类。常用的无机材料包括单晶硅、无定型硅、玻璃、石英、金属等。利用硅材料加工微流控芯片的优点是芯片表面光洁度好，图形复制精准度高，具备三维结构加工能力，工艺成熟，可批量生产。其缺点是材料易碎、不透光、电绝缘性不好。通常被用于加工微泵、微阀和控制元器件，或制作高分子聚合物芯片的模具。玻璃和石英是目前加工微流控芯片中使用较多的材料，其优点是透光性好，机械强度高，微加工工艺较成熟；其表面的电渗和亲水性质适于进行毛细管电泳分析。石英材料可透过紫外光，但其成本是玻璃的十倍。 目前，用于制作微流控芯片的高分子聚合物主要有三类：热塑性聚合物、固化型聚合物和溶剂挥发型聚合物。热塑性聚合物包括聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯
从层析荧光到微流控生物芯片
45 . China Medical Device Information | 中国医疗器械信息 现场快速检验（Point-of-Care Test ，POCT ）是体外诊断行业增长最快的领域。被广泛使用的血糖仪即为最成功的POCT 产品，占有整个POCT 市场60%以上的份额[1]。目前市场上最有代表性的两种便携式POCT 技术是胶体金（或荧光）免疫层析技术和荧光免疫毛细技术。前一种以多家中国公司的产品为代表，后一种以美国Alere 公司的Triage 产品系列为代表。免疫层析技术起始于上世纪80年代初，而Triage 产品的 开发始于上世纪90年代，都已有了二三十年的历史[2]。近两年来，随着精准力医疗的大力推进，对精准诊断关键因素之一的医疗检测仪器的性能提出了全新的要求。在此大背景下，，生物芯片技术和微流控技术两大关键技术在医疗检测行业迅速发展。理邦m16磁敏免疫分析系统（生产单位：深圳市理邦精密仪器股份有限公司，简称理邦）是其中一个具有代表性的产品。它把微阵列生物芯片集成进了微流体器件里面。其生物芯片是一 从层析荧光到微流控生物芯片 ——现场快速检验（POCT ）技术基础概述 单万水 深圳市第三人民医院 （深圳 518112） 文章编号：1006-6586(2017)07-00 中图分类号：O657 文献标识码：A 收稿日期： 2017-02-18作者简介： 单万水，教授，主任技师。广东省临床重点专科检验科主任，深圳市第三人民医院院士工作站主任，深圳市医学会检验专委会副主任委员，深圳市医师协会检验分会副会长。 内容提要： 文章对目前现场快速检验（Point-of-Care Testing ，POCT ）市场上的各种主流技术进行概述， 集中讨论POCT 市场占比最大的技术平台—免疫层析技术，根据其工作原理和制造过程，从基本的物理、化学原理出发讨论影响检测结果的主要因素，并从生产、应用层面探讨实现可靠检测的关键手段，进而针对目前精准医疗、个性化医疗的市场需求探讨POCT 技术的发展方向和最新出现的技术平台—基于生物芯片的微流控技术，最后就POCT 市场上的现有及未来技术平台进行综合分析。 关 键 词： 现场快速检验（POCT ） 免疫层析技术 微流控技术 生物芯片 From Lateral Flow Immunoassay to Microfluidic Biochip ——An Overview of Key POCT Technologies SHAN Wan-shui The Third People’s Hospital of Shenzhen (Shenzhen 518112)Abstract: The mainstream point-of-care test (POCT) technologies are reviewed. The lateral flow immunoassay (LFIA) technology which has the largest market share is discussed. The key factors in LFIA’s manufacturing processes and application affecting the test results are investigated based on the physical and chemical principles governing its operation. The means to improve the manufacturing process and precautions in handling the LFIA to ensure reliable test results is explored. Two key technologies, the microfluidic device and microarray biosensor which are being adopted by new POCT assays to meet the needs for precision medicine and personalized medicine, are examined. Key words: POCT, lateral flow immunoassay, microfluidics, biochip
基于纸基微流控的3D打印喷头及3D打印设备的生产技术
本技术公开了一种基于纸基微流控的3D打印喷头及打印装置，属于3D打印技术领域，3D打印喷头包括喷嘴和供料系统，供料系统包括输运通道和溶液槽；输送通道为长条形纸张，用于打印溶液的输送；输运通道与喷嘴为一体式设置；输运通道一端插置于溶液槽内，另一端设置有狭窄部，为打印溶液喷出口；输运通道的外侧有保护套，保护套为闭合式结构，一端固定连接于溶液槽底部，另一端延伸至喷嘴；保护套外侧有固定板。本技术采用纸张作为输运通道和喷头，制作材料容易制得、成本低廉，其微纳纤维通道使得打印的微纳结构线宽更小，纸张自带过滤功能，使得溶液输运至喷嘴时，避免了污染及喷嘴堵塞问题，溶液在毛细作用下，将无动力输运至喷嘴。 权利要求书 1.一种基于纸基微流控的3D打印喷头，包括喷嘴和供料系统，其特征在于：所述供料系统包括输运通道和溶液槽；所述输送通道为长条形纸张，用于打印溶液的输送；所述输运通道与所述喷嘴为一体式设置；所述输运通道一端插置于溶液槽内，另一端设置有狭窄部；所述狭窄部为喷嘴，用于打印溶液喷出口；所述溶液槽为液体存放容器，用于存放打印溶液；所述输运通道的外侧设置有保护套，所述保护套一端固定连接于溶液槽底部，另一端延伸至所述喷嘴，用于避免所述输送通道传输的溶液蒸发和受污染；所述保护套外侧设置有固定板，用于固定所述保护套。 2.根据权利要求1所述的3D打印喷头，其特征在于：所述长条形纸张制成筒形或柱形结构，所述喷嘴为锥形结构。 3.根据权利要求1或2所述的3D打印喷头，其特征在于：所述纸张材料为滤纸、层析纸或硝酸纤维素膜中的一种。 4.根据权利要求1所述的3D打印喷头，其特征在于：所述喷嘴狭窄部结构为尖型或圆弧型。 5.根据权利要求4所述的3D打印喷头，其特征在于：所述喷嘴布置形式为单尖喷嘴、圆弧喷
河北工业大学科技成果——微流控芯片快速制造设备
河北工业大学科技成果——微流控芯片快速制造设备 项目简介 微流控芯片是分析仪器微型化的替代产品，随着分析仪器的广泛使用对微流控芯片的需求不断提高。本设备利用计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机快速成型技术（RPM）、激光制造技术、微机械制造和计算机控制等先进技术，完成小规模和单件微流控芯片快速制造，本设备可用于生物、化学分析领域，目前该设备为国际空白。 微流控芯片快速制造设备 市场前景 在国内外生命科学、医学等领域需求的推动下，我国微流控芯片的产业发展在面临着巨大的挑战的同时，正面临着良好的机遇，微流控芯片逐步走向应用，为生命科学和医学等领域开始提供高效手段，基因和蛋白芯片将进一步成熟，相信不久的将来，其应用将进一步推向临床，实现真正意义的“民用”，还有芯片实验室潜力巨大，已成
为各应用领域关注的焦点，届时将会出台一系列的标准以及相关政策，加快推动芯片实验室类产品的市场开发。另外，生物芯片技术正逐步走向整体化、系统化，相应的配套试剂、仪器和软件的研究越来越受到重视，相信我国微流控芯片技术将能够在不远的将来与世界同行更强地同台竞争，将会对微流控芯片制造系统和设备有更大的需求。 规模与投资 微流控芯片快速制造设备成本价为12万元左右，按照月生产4台套规模计算流动资金为48万元，先期投入180万，主要用于装调生产环境与设备。 生产设备 微流控芯片快速制造设备通过加工配套、购买和自己组装调试生产，生产设备不多，主要有装配车间，激光器和调试用的部分工具若干。 效益分析 目前，微流控芯片快速制造设备成本价格为12万元，市场售价为24万元，按照月产4台计算，年产量为48台毛利润为576万元。 微流控芯片快速制造设备软件可根据用户要求开发专用软件。 合作方式技术转让
微流控芯片行业研究
微流控芯片行业研究 微流控芯片概况 01微流控芯片的定义 微流控的“微”是指实验仪器设备的微型化（尺寸为数十到数百微米）；“流”是指实验对象属于流体（体积为纳升到阿升）；“控”代表着在微型化设备上对流体的控制、操作和处理。它属于一种底层技术，交织着化学、流体物理、微电子、新材料等多门学科知识，从理论上说任何流体参与的实验，都应有微流控技术的一席之地。 微流控芯片（Microfluidic Chip），又称为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)，是微流控技术的下游应用单元，是指把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。具体来说，通过MEMS技术在固体芯片表面构建微型生物化学分析系统，从而实现对无机离子、有机物质、蛋白质、核酸以及其他特定目标对象的快速、准确的处理和检测。它将需要在实验室进行的样品处理、生化反应和结果检测等关键步骤都汇聚到了一张小小的芯片上进行，故又被业界誉为“芯片实验室”。 由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
02微流控芯片的发展历史 上世纪50年代末，美国诺贝尔物理学奖得主Richard Feynman教授预见未来的制造技术将沿着从大到小的途径发展，他在1959年使用半导体材料将实验用的机械系统微型化，从而造就了世界上首个微型电子机械系统（Micro-electro-mechanical Systems，MEMS），这成为了未来微流控技术问世的基石。 从微流控的定义上来讲，真正微流控技术的问世是在1990年。瑞士Ciba-Geigy公司的Manz 与Widmer应用MEMS技术在一块微型芯片上实现了此前一直需要在毛细管内才能完成的电泳分离，首次提出了微全分析系统（Micro-Total Analytical System，ì-TAS）即我们现在熟知的微流控芯片。 1994年，美国橡树岭国家实验室的研究人员Mike Ramsey在Manz与Widmer的原有研究基础上，改进了芯片毛细管电泳进样方法，提高了其性能。同年，世界首届国际微全分析系统学术会议在荷兰Enschede举行，微流控芯片全面进入大众视野。 1995年，全球首家专门从事微流控芯片技术的公司—Caliper Life Sciences在美国马萨诸塞州成立。 1999年世界首台微流控芯片商品化仪器-毛细管电泳微芯片由安捷伦公司和Galiper公司联合推出，被应用于生物分析和临床分析领域。 中国打响打响微流控赛道第一枪的是《Lab on a Chip（芯片实验室）》。该刊创建于2001年，专门用于收录微流控技术研究类文章。一年后，中国迎来了首次以微流控为主题的学术会议，即北京举办的首届全国微全分析系统会议，实现微流控芯片大规模集成。
基于纸基微流控芯片的手持式食品添加剂检测仪
２０１９年第１期分析仪器Analytical Instrumentation No．１Jan．２０１９１２９ 基于纸基微流控芯片的手持式食品添加剂检测仪 王潇悦１汪柯佳１张豪哲１汤莉莎１梁培１*叶嘉明２* （１．中国计量大学光学与电子科技学院，杭州３１００１８；２．浙江清华长三角研究院； 国家食品安全风险评估中心应用技术合作中心，杭州３１１２３１） 摘要：食品安全越来越成为人们关注的重点，某些企业存在滥用或过量使用食品添加剂的行为。本研究以纸基微流控芯片为核心技术，从纸基微流控芯片的设计及制作、材料的选择、检测性能及稳定性等方面进行研究，在手持式检测仪上基于超低成本的纸基微流控芯片完成食品添加剂现场即时检测。具有快速、便携、检测限低的优势，具有较强竞争力、广阔的市场前景和良好的社会效应。 关键词：食品添加剂纸基微流控芯片便携快速检测 DOI：１０．３９６９／j．issn．１００１－２３２x．２０１９．０１．０２６ Ｈａｎｄｈｅｌｄｆｏｏｄａｄｄｉｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎｐａｐｅｒ-ｂａｓｅｄｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｃｈｉｐ．ＷａｎｇＸｉａｏｙｕｅ１，ＷａｎｇＫｅｊｉａ１，ＺｈａｎｇＨａｏｚｈｅ１，ＴａｎｇＬｉｓｈａ１，ＬｉａｎｇＰｅｉ１*，ＹｅＪｉａｍｉｎｇ２*（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＯｐｔｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏ-ｇｙ，ＣｈｉｎａＪｉｌｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ；２．ＹａｎｇｔｚｅＤｅｌｔａＲｅｇｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒａｔＨａｎｇｚｈｏｕ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１１２３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：T his paper studied the design and fabrication of paper-based microfluidic chips，material se-lection，detection performance and stability．T he hand-held detector based on ultra-low cost paper-based microfluidic chip can be used for on-site inspection of food additives．It is fast，p ortable，with ultra-low de-tection limit，strong competitiveness，broad market prospects and good social effects．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Food additive；Paper-based microfluidic chip；Portability；Fast detection １前言 近年来，因食品添加剂滥用带来的食品安全问题受到人们的广泛关注。常规的实验室检测技术如质谱、色谱等，结果相对准确，但多数检测周期长、程序复杂，且仪器一般体积庞大、难以携带。 纸基微流控芯片［２］技术正好符合食品安全检测技术的发展方向。该技术采用纸（滤纸、层析纸及硝酸纤维素膜等广义上的纸材料）作为芯片制作材料以及生化分析平台。芯片系统内可集成样品制备、生物与化学反应、分离、检测等基本操作单元，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，实现常规实验室的分析功能。本研究以纸基微流控芯片为核心技术，开发了基于超低成本纸基微流控芯片的手持式食品添加剂现场即时检测系统。２实验部分 ２．１仪器 FUJI XEROX Phaser８５６０DN喷蜡彩色打印机（日本富士施乐公司）；Milli-Q超纯水系统（美国Millipore公司）；DZF-６０５０型真空干燥仪（上海森信实验仪器有限公司）DZQ-４００／２D真空包装机（浙江江南实业有限公司）；YoungLaser-V１２型二氧化碳激光芯片雕刻机（苏州扬清芯片科技有限公司）；w hatman?双圈定性滤纸（杭州沃华滤纸有限公司）。 ２．２试剂 亚硝酸钠，GR，山东西亚化学工业有限公司；对氨基苯磺酰胺，AR，北京化学试剂公司；N-１-萘基-乙二胺盐酸盐，AR，天津傲然精细化工研究所；柠檬酸，AR，天津科密欧化学试剂有限公司；间苯三酚（二水合物），９９％，上海麦克林生化科技有限公司；氢氧化钠，AR，无锡市佳妮化工有限公司；辣根过氧 万方数据
微流控芯片五大优点及四大缺点分析
微流控芯片五大优点及四大缺点分析 微流控的五大优点（一）集成小型化与自动化微流控技术能够把样本检测的多个步骤集中在一张小小的芯片上，通过流道的尺寸和曲度、微阀门、腔体设计的搭配组合来集成这些操作步康，最终使整个检测集成小型化和自动化。 （二）高通量由于微流控可以设计成为多流道，通过微流道网络可以同时将待检测样本分流到多个反应单位，同时反应单元之间相互隔离，使各个反应互不相干扰，因此可以根据需要对同一个样本平行进行多个项目的检测。与常规逐个项目检测相比，大大缩短了检测的时间，提高了检测效率，具有高通量的特点。 （三）检测试剂消耗少由于集成检测的小型化，使微流控芯片上的反应单元腔体非常小，虽然试剂配方的浓度可能有一定比例的提高，但是试剂使用量远远低于常规试剂，大大降低了试剂的消耗量。 （四）样本量需求少由于只在小小的芯片上完成检测，因此需要被检测的样本量需求非常少，往往只需要微升甚至纳升级别。此外还可以直接用全血进行检测，对于婴儿、老人、残疾人这些血量少、静脉采集困难的人群，使其检测更加方便;或者是非常珍贵稀少的样本，使其多项指标检测成为可能。 （五）污染少由于微流控芯片的集成功能，原先在实验室里需要人工完成的各项操作全部集成到芯片上自动完成，使人工操作时样本对环境的污染降低到最低程度。例如在分子核酸类检测中，无论是样本本身，还是制备后准备用于检测的核酸，均会对实验室造成污染，气溶胶的扩散使得后续样本检测容易出现假阳性。这也是为什么常规分子核酸类检测需要至少在3个房间分别进行不同的操作。微流控技术的使用很好的解决了这一问题。 正因为微流控具有以上几个重要的优势和优点，使其成为了POCT的首选。而我们判断这类产品在市场上有没有需求和竞争力，可以从这几个方面上进行判断。 微流控的四大缺点（一）核心技术缺乏规范和标准一个成熟的微流控产品，往往需要配套使用的试剂，核心的微流控芯片，芯片驱动平台，光电检测模块，信号处理模块以及人机
图解纸芯片制作及应用进展
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/5910177461.html, 图解纸芯片制作及应用进展 作者：齐云龙丁永胜 来源：《现代仪器与医疗》2013年第03期 摘要纸可以作为分离和快速检测技术的支撑材料，采用纸质微流控芯片可实现传统试纸所无法实现的对多组分目标物的同时、定量分析，满足对样品中临床疾病标志物和食品、环境中重要污染物的快速、廉价和便携式分析的需求。目前已开发许多快速、简便、重复性好、成本低的纸芯片制备方法。本文以图解方式简要介绍国内外在纸芯片制作及应用方面的研究进展。 关键词图解纸芯片制作应用进展 前言 微流控芯片（Microfluidic Chip）借鉴半导体微加工技术和（或）微电子工艺在芯片上构 建微流路系统（由储液池、微反应室、微通道、微电极、微电路中的一种或几种组成），加载生物样品和反应液后，在压力泵或电场的作用下形成微流路，在芯片上进行一种或连续多种反应，可达到高通量快速分析的目的。 “芯片实验室（Lab-on-a-chip）”或称微全分析系统（Miniaturized Total Analysis System，μ-TAS）意指把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离检测等基本操作单元集成或基本集成到芯片上，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析。 功能化芯片实验室大体包括3部分：芯片；分析仪，包括驱动源和信号检测装置；实现芯片功能化方法和试剂盒。 采用微流控芯片分析具有突出优点：（1）系统微型化，芯片面积常为数平方厘米；（2）试样、试剂消耗低，污染少；（3）分析速度快、高通量（通道短，场强高，分离快）；（4）自动化、集成化程度高——反应、分离可控性大大提高，在集成化基础上可制成便携式仪器用于现场分析。其研究应用日趋广泛，涉及生命科学、化学、材料、生物合成、生化诊断分析、药物筛选等领域[1～9]。 纸芯片（Paper-based microfluidics）或纸芯片分析装置（Microfluidic Paper-based Analytical Devices，μPADs或Lab-on-paper Analytical Systems）是微流控分析系统的新成员，与普通意义上的微流控芯片相比，它成本低、制备简便、无需复杂外围设备，能够进行真正意义上一次性、价格低廉、便携式的分析，已经越来越受到关注[10]，被普遍视为未来现场实时诊断发展趋势之一[11～14]，本文重点介绍纸芯片的制作及应用。 1 纸芯片概述
微流控芯片加工技术解析
微流控芯片加工技术解析 微流控芯片的发展微全分析系统的概念是在1990年首欠由瑞士Ciba2Geigy 公司的Manz与Widmer提出的，当时主要强调了分析系统的微与全，及微管道网络的MEMS加工方法，而并未明确其外型特征。次年Manz等即在平板微芯片上实现了毛细管电泳与流动。微型全分析系统当前的发展前沿。微流控分析系统从以毛细管电泳分离为核心分析技术发展到液液萃取、过滤、无膜扩散等多种分离手段。其中多相层流分离微流控系统结构简单，有多种分离功能，具有广泛的应用前景。已有多篇文献报道采用多相层流技术实现芯片上对试样的无膜过滤、无膜参析和萃取分离。同时也有采用微加工有膜微渗析器完成质谱分析前试样前处理操作的报道。流控分析系统从以电渗流为主要液流驱动手段发展到流体动力气压、重動、离心力、剪切力等多种手段。 直至今日，各国科学家在这一领域做出更加显著地成绩。微流控技术作为当前分析科学的重要发展前沿，在研究与应用方面都取得了飞速的发展。 微流控芯片的原理微流控芯片采用类似半导体的微机电加工技术在芯片上构建微流路系统，将实验与分析过程转载到由彼此联系的路径和液相小室组成的芯片结构上，加载生物样品和反应液后，采用微机械泵。电水力泵和电渗流等方法驱动芯片中缓冲液的流动，形成微流路，于芯片上进行一种或连续多种的反应。激光诱导荧光、电化学和化学等多种检测系统以及与质谱等分析手段结合的很多检测手段已经被用在微流控芯片中，对样品进行快速、准确和高通量分析。微流控芯片的最大特点是在一个芯片上可以形成多功能集成体系和数目众多的复合体系的微全分析系统？微型反应器是芯片实验室中常用的用于生物化学反应的结构，如毛细管电泳、聚合酶链反应、酶反应和DNA 杂交反应的微型反应器等。其中电压驱动的毛细管电泳（Capillary Electrophoresis ，CE）比较容易在微流控芯片上实现，因而成为其中发展最快的技术。它是在芯片上蚀刻毛细管通道，在电渗流的作用下样品液在通道中泳动，完成对样品的检测分析，如果在芯片上构建毛细管阵列，可在数分钟内完成对数百种样品的平行分析。自1992 年微流控芯片CE 首次报道以来，进展很快？首台商品仪器是微流控芯片CE （生化分析仪，Aglient），可提供用于核酸及
微纳流控芯片共性技术平台
微纳流控芯片共性技术平台 （2010-2020年） 为深入贯彻温家宝总理考察无锡时提出的加快我国传感网产业进展，在无锡建设“感知中国”中心的指示精神和省、市政府提出的抢占新一轮科技革命制高点，推动新一轮经济增长的部署要求，结合南长实际，启动建设南长传感网高新园，并制定本规划。 一、基础和优势 传感网产业包括传感器制造（材料研制、器件制造）、系统构建（网络构建、系统集成）、运营服务三大环节，涵盖了材料技术、微电子技术、周密制造技术、信息处理技术、系统集成技术等多个技术领域。目前，南长科技创新及服务外包集聚区内，从事传感网络节点研发、设计、制造和运用传感网技术提供系统集成服务的企业有20余家。尽管基础规模不大，但进展潜力不小。无锡国盛、中科水质、博阳集团等一批企业在感知节点制造和感知技术应用方面差不多走在了业界前沿。专门随着无锡感知中国中心建设的强势推进，南长迎来了培养进展传感网产业得天独厚的优势和机遇。 1.特色产业的支撑优势。随着现代科学技术的进展，作为无线传感器网络基础层支撑平台的传感器网络节点，逐步转向细小精微。南长科技创新及服务外包集聚区内，集聚着60余家周密机械加工企业，拥有一流的智能数控装备和尖端的工艺处理技术，具备在微尺度上研究开发MEMS技术的基础，较容易导入专用芯片、操纵器件、微传感器、智能操纵模块等微型感知节点制造业务。
2.院地合作的后发优势。传感网产业属于新兴的高科技产业，创新成果集中在高校和科研院所。借助灵活的政产学研合作机制和优待的高端人才引进政策，区级政府、相关企业围绕传感网产业进展和示范应用，与国内外知名院所开展了广泛深入的政产学研合作交流，储备了一批科技成果转化项目。 3.专门政策的鼓舞优势。2009年11月国务院正式批准支持无锡建设国家传感网创新示范区（国家传感信息中心）。市委、市政府以此为契机，提出了加快建设“创新型经济领军都市”的重要决定，进一步明确将传感网产业作为全市培养和进展战略性新兴产业的重中之重，并制定出台了一系列产业进展引导性文件和金融财税政策、引智扶持政策。南长凭借专门的地缘优势、良好的产业基础，成功跻身国家传感网创新示范区（国家传感信息中心）核心区范畴，优先享受国家、省、市出台的各类政策扶持。 4.品质载体的承载优势。南长科技创新及服务外包集聚区内的创智园、科技创业中心、服务大厦，高新研发园等一批载体相继竣工，用于传感网产业进展的载体达30万平方米。且距高速公路、机场、火车站等出入口仅需15分钟，交通十分便利。专门随着梁塘河湿地公园的规划建设，集聚区生态环境将日趋改善，配套开发的商务服务区、创意休闲区、品质生活区可为高端创新创业人才提供完善的配套服务。 二、总体思路 1.指导思想 以科学进展观为指导，以体制机制创新为动力，以产业化、规模化、市场化为重点，深化政产学研合作，强化公共技术服务，优
微流控芯片的加工方法
微流控芯片的加工方法 MEMS技术是u-TAS发展的基础，也是微流控芯片加工中最广泛采用的方法。MEMS加工技术包括了常规平面工艺中的光刻、氧化、扩散、化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)生长、镀膜、压焊等，又增加了三维体加工工艺，如双面光刻、各向异性和各向同性化学腐蚀、等离子或离子束深刻蚀、LIGA技术、硅—硅键合、硅—玻璃键合等。 目前，国际上应用较为广泛的MEMS制造技术有牺牲层硅工艺、体微切削加工技术和LIGA工艺等，新的微型机械加工方法还在不断涌现，这些方法包括多晶硅的熔炼和声激光刻蚀等。结合微流控芯片的具体功能要求与芯片选用的材料特性，微流控芯片的加工工艺在MEMS加工工艺基础上有所发展，主要包括光刻和蚀刻等常规工艺，以及模塑法、软光刻、激光切蚀法、LIGA技术等特殊工艺。 1、硅质材料加工工艺 在硅材料的加工中，光刻(lithography)和湿法刻蚀(wetetching)技术是2种常规工艺。由于硅材料具有良好的光洁度和很成熟的加工工艺，主要用于加工微泵、微阀等液流驱动和控制器件，或者在热压法和模塑法中作为高分子聚合物材料加工的阳模。光刻是用光胶、掩模和紫外光进行微制造。光刻和湿法蚀刻技术通常由薄膜沉淀、光刻、刻蚀3个工序组成。
首先在基片上覆盖一层薄膜，在薄膜表面用甩胶机均匀地附上一层光胶。然后将掩模上的图像转移到光胶层上，此步骤为光刻。再将光刻上的图像，转移到薄膜，并在基片上加工一定深度的微结构，此步骤完成了蚀刻。 在石英和玻璃的加工中，常常利用不同化学方法对其表面改性，然后可以使用光刻和蚀刻技术将微通道等微结构加工在上面。玻璃材料的加工步骤与硅材料加工稍有差异，主要步骤有：1)在玻璃基片表面镀一层Cr，再用甩胶机均匀的覆盖一层光胶；2)利用光刻掩模遮挡，用紫外光照射，光胶发生化学反应；3)用显影法去掉已曝光的光胶，用化学腐蚀的方法在铬层上腐蚀出与掩模上平面二维图形一致的图案；4)用适当的刻蚀剂在基片上刻蚀通道；5)刻蚀结束后，除去光胶和牺牲层，打孔后和玻璃盖片键合。标准光刻和湿法刻蚀需要昂贵的仪器和超净的工作环境，无法实现快速批量生产， 2、高聚物材料加工工艺 以高聚物材料为基片加工微流控芯片的方法主要有：模塑法、热压法、LIGA技术、激光刻蚀法和软光刻等。模塑法是先利用光刻和蚀刻的方法制作出通道部分突起的阳模，然后在阳模上浇注液体的高分子材料，将固化后的高分子材料与阳模剥离后就得到了具有微结构的基片，之后与盖片(多为玻璃)封接后就制得高聚物微流控芯片。这一方法简单易行，不需要高技术设备，是大量生产廉价芯片的方法。热压法也需要事先获得适当的阳模。热压法的具体步骤为：在热压装置中将高聚物基片与阳模紧贴在一起，当基片加热到软化温度后，对阳模施加压力，可在基片上印制出相应的微结构，将阳模和基片一起冷却后脱模，就得到所需的微结构。此法比较适用于PMMA和PC等聚合物材料。LIGA技术适合高深宽比的聚合物芯片的制作，其加工流程是由X光深层光刻，微电铸和微复制3个环节构成。X光深层光刻可以在光胶中得到高深宽比的微通道；微电铸是在显影后的光胶图像间隙(微通道)中沉积金属，去掉光胶后得到所需微通道的阳模；微复制是在阳模上通过复制模塑方法在高聚物材料上形成所需的微通道结构。除了可制作较大高宽比的结构，与其它微细加工方法相比，LIGA技术还具有应用材料广泛，可以是金属、陶瓷、聚合物、玻璃等；可制作任意截面形状图形结构，加工精度高，可重复复制，符合工业上大批量生产要求，制造成本相对较低。激光刻蚀法是一种不同于以往方法的新加工方法，它可直接根据计算机CAD数据在金属、塑料等材料上加工微结构，是一种非接触式的加工手段。它利用紫外激光使高分子材料曝光，把二维图形复制下来，通过控制曝光的强度控制材料的刻蚀深度，最终用压力吹去降解产物，得到有通道的微流控基片，该方法加工简便快捷，但是对技术设备要求较高 3、软光刻加工工艺
一文了解微流控芯片技术的发展和未来
一文了解微流控芯片技术的发展和未来 从1990年Manz等人首次提出了微型全分析系统的概念，到2003年Forbes 杂志将微流控技术评为影响人类未来15件最重要的发明之一，微流控技术得到了飞速的发展，其中的微流控芯片技术作为当前分析科学的重要发展前沿，在生物、化学、医药等领域都发挥着巨大的作用，成为科学家手中流动的“芯”。 微流控芯片技术 微流控，是一种精确控制和操控微尺度流体，尤其特指亚微米结构的技术。通过在微尺度下流体的控制，在20世纪80年代，微流控技术开始兴起，并在DNA芯片，芯片实验室，微进样技术，微热力学技术等方向得到了发展。 微流控分析芯片最初在美国被称为“芯片实验室”（lab-on-a-chip），在欧洲被称为“微整合分析芯片”（micrototal analytical systems），它是微流控技术（Microfluidics）实现的主要平台，可以把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。有着体积轻巧、使用样品及试剂量少，且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点的微流控芯片，在生物、化学、医学等领域有着的巨大潜力，近年来已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。 微流控芯片的原理 微流控芯片采用类似半导体的微机电加工技术在芯片上构建微流路系统，将实验与分析过程转载到由彼此联系的路径和液相小室组成的芯片结构上，加载生物样品和反应液后，采用微机械泵。电水力泵和电渗流等方法驱动芯片中缓冲液的流动，形成微流路，于芯片上进行一种或连续多种的反应。激光诱导荧光、电化学和化学等多种检测系统以及与质谱等分析手段结合的很多检测手段已经被用在微流控芯片中，对样品进行快速、准确和高通量分析。微流控芯片的最大特点是在一个芯片上可以形成多功能集成体系和数目众多的复合体系的微全分析系统？微型反应器是芯片实验室中常用的用于生物化学反应的结构，如毛
微流控芯片技术详解_微流控技术在生物医学上的应用
微流控芯片技术详解_微流控技术在生物医学上的应用 微流控芯片技术（Microfluidics）是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。 本文首先介绍了微流控技术原理及微流控芯片的工作原理，其次详细的阐述了微流控芯片技术，最后介绍了微流控技术在生物医学上的应用，具体的跟随小编一起来了解一下。 微流控技术原理微流控（microfluidics ）是一种精确控制和操控微尺度流体，以在微纳米尺度空间中对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能诸如样品制备、反应、分离和检测等缩微到一个几平方厘米芯片上的能力，其基本特征和最大优势是多种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成。是一个涉及了工程学、物理学、化学、微加工和生物工程等领域的交叉学科。 微流控是系统的科学技术，它使用几十到几百微米尺度的管道，处理或操控很少量的（10*至10~18升，1立方毫米至1立方微米）流体。最初的微流控技术被用于分析。微流控为分析提供了许多有用的功能：使用非常少的样本和试剂做出高精度和高敏感度的分离和检测，费用低，分析时间短，分析设备的印记小。微流控既利用了它最明显的特征一一尺寸小，也利用了不太明显的微通道流体的特点，比如层流。它本质上提供了在空间和时间上集中控制分子的能力。 微流控芯片的工作原理微流控芯片采用类似半导体的微机电加工技术在芯片上构建微流路系统，将实验与分析过程转载到由彼此联系的路径和液相小室组成的芯片结构上，加载生物样品和反应液后，采用微机械泵。电水力泵和电渗流等方法驱动芯片中缓冲液的流动，形成微流路，于芯片上进行一种或连续多种的反应。激光诱导荧光、电化学和化学等多种检测系统以及与质谱等分析手段结合的很多检测手段已经被用在微流控芯片中，对样品进行快速、准确和高通量分析。微流控芯片的最大特点是在一个芯片上可以形成多功能集成
【CN209680127U】一种多指标检测离心式微流控试纸芯片【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920324323.4 (22)申请日 2019.03.14 (73)专利权人 浙江扬清芯片技术有限公司 地址 310000 浙江省杭州市萧山区传化科 创大厦1幢萧山科技城302-61室 (72)发明人 叶嘉明 金迪琼 高丽娟 虞峰 申炳阳 孔兵 丁国荣 (74)专利代理机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所(特殊普通合伙) 11465 代理人 崔自京 (51)Int.Cl. B01L 3/00(2006.01) B01J 19/00(2006.01) G01N 33/50(2006.01) (54)实用新型名称 一种多指标检测离心式微流控试纸芯片 (57)摘要 本实用新型公开了一种多指标检测离心式 微流控试纸芯片，包括盖板层、通道层和底板层， 盖板层和底板层分别对应设置在通道层顶部和 底部，与通道层密封配合；盖板层包括可视窗、待 测液进样孔、清洗液进样孔、通气孔和盖板芯片 固定孔；底板层包括层析试纸条和底板芯片固定 孔，层析试纸条由样品垫、硝酸纤维素膜、结合垫 和吸收垫组成，其中硝酸纤维素膜位于中间，样 品垫和吸收垫分别位于两端；结合垫位于样品垫 与硝酸纤维素膜之间；通道层包括检测区通孔、 待测液池、待测液通道、清洗液池、清洗液通道、 主通道、进样池、废液池、通气通道和通道芯片固 定孔。本实用新型提供了一种干净卫生、检测精 准、自动化程度高的多指标检测离心式微流控试 纸芯片。权利要求书2页 说明书5页 附图2页CN 209680127 U 2019.11.26 C N 209680127 U
激光诱导荧光检测微流控芯片生化分析仪的研制
仪器装置与实验技术激光诱导荧光检测微流控芯片生化分析仪的研制 程永强1 张涛 1 王鹗2 王伟2 徐光明1 方群 311(浙江大学化学系微分析系统研究所,杭州310058) 2(上海光谱仪器有限公司,上海200233) 摘 要 研制出一种集激光诱导荧光检测、微流控芯片电泳及控制系统于一体的生化分析仪。分析仪内采用可重复使用的玻璃基质微流控芯片,利用销式固定技术实现芯片的精确定位,定位精度达到±2μm 。以四触点高电压系统控制芯片上的进样和电泳分离操作。激光诱导荧光检测系统采用正交光路模式,对Cy5染料的 检出限达到110×10-10mol/L (S /N =3)。以羟乙基纤维素为筛分介质,初步进行了ΦΧ1742Hae Шdigest DNA marker 限制性片段的毛细管电泳分离。 关键词 微流控芯片,毛细管电泳,生化分析仪,激光诱导荧光检测 2007202211收稿;2007206207接受 本文系国家自然科学基金(No .20575059)、教育部(No .NCET 20520511)、浙江省科技厅(No .2004C13001)和上海光谱有限公司资助3E 2mail:fangqun@zju .edu .cn 1 引 言 微流控分析技术自20世纪90年代兴起后,取得了迅速发展。随着相关研究的深入,部分微流控分 析技术已开始从基础研究阶段进入了产业化和市场开发阶段[1,2]。以分析仪器集成化和微型化为目标 的研究,成为当前微流控芯片分析最活跃的研究领域之一。目前,市场上销售的商品化微流控分析仪器多为国外公司生产,其中以采用激光诱导荧光检测的分析仪最为普遍。但此类仪器在不同程度上均存在着价格昂贵、维护费用高、兼容性差的局限性。因此,研制一种成本低廉、集成度高、适合于产业化应用的激光诱导荧光检测芯片分析仪,成为当前微流控芯片分析仪器发展的主要目标之一。 本研究报道了一种集成化激光诱导荧光检测微流控芯片生化分析仪,仪器内集成了微流控毛细管电泳芯片、激光诱导荧光检测系统、四触点高压电源系统、内置单片机控制系统等部分。微流控芯片采用可重复使用的玻璃基质芯片,利用定位销技术,可使激光束准确地聚焦于芯片通道内。激光诱导荧光检测系统采用具有自主知识产权的正交检测光路模式,有效地降低了仪器的成本和减小仪器的体积。该生化分析仪已被初步应用于DNA 片段的芯片毛细管电泳快速分离。 2 实验部分 211 材料与试剂 红敏荧光染料Cy5(GE Healthcare );ΦΧ1742Hae ШdigestDNA marker (大连宝生物工程有限公司);羟乙基纤维素(HEC,MW 250000,Sig ma 公司);DNA 荧光标记染料T O 2PRO 23(Molecular Pr obes 公司);甲基酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MAPTS,Sig ma 公司);丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺(上海生工生物工程有限公司);1×T BE,Tris 2硼酸2乙二胺四乙酸(E DT A )体系,pH 912,由10×T BE 稀释而成(上海生 工生物工程有限公司)。其它试剂均为分析纯,实验用水为超纯水(电阻率18ΜΩc m 2)。 Cy5溶液配制:在购买的Cy5试剂管内加入1mL 脱水乙腈,配制成浓度为510×10-5mol/L 的储备 液,然后用1×10-2mol/L 硼砂缓冲液(pH 912)稀释配制标准溶液。 212 仪器组成 分析仪由微流控毛细管电泳芯片、激光诱导荧光检测系统、高压电源系统、控制系统等部分组成。仪器外观尺寸:40c m ×30c m ×25c m 。自制高压电源系统可提供四触点高压输出,每触点电压输出(范围0～6000V )可单独控制。控制系统包括硬件和软件两部分。硬件由内置的单片机控制系统和信号第36卷2008年1月 分析化学(FE NX I HUAXUE ) 仪器装置与实验技术Chinese Journal of Analytical Che m istry 第1期127～131