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行业应用 | 优可测推动微流控技术革新，精准助力生物医学等行业的发展

2023年10月07日

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微流控芯片凭借着集成小型化与自动化、污染少、样本量少、检测试剂消耗少、高通量等特点，在生物医学、化学、材料科学等领域具有广泛的应用前景，其中，微流控芯片在生物医疗中应用居多。随着科学技术的不断发展与医疗需求的逐渐增多，微流控技术将继续推动生物、医辽、材料等领域的创新和突破。




一、微流控芯片概述



微流控是一种在微米尺度下操控流体的技术；芯片本质上是指集成电路的一种封装形式；微流控芯片是一种在微米尺度上集成微通道、微泵、微阀等元件的芯片，用于实现液体的精确操控和混合。微流控芯片主要由微流道、微泵、微阀、进样口、检测器、微控制器等组成。




二、微流控芯片的种类


当前，随着微流控技术的不断发展、更新，微流控芯片的种类也越来越多。根据微流控芯片制作材料的不同，可分为不同种类的微流控芯片：

  • 聚合物（如PDMS）微流控芯片
  • 硅基微流控芯片
  • 注塑微流控芯片
  • 玻璃基微流控芯片
  • 纸基微流控芯片
  • 数字微流控芯片
  • ......



三、微流控芯片的行业应用


微流控技术广泛应用于生物医学、化学、材料、环境科学、航空航天等领域。其中：

在生物工程领域，微流控芯片的应用包括基因测序、蛋白质分析、细胞培养等，也应用于医学、医疗行业的急诊筛查等实际工作中，如疾病诊断、药物筛选、肿瘤筛查等。

在化学领域，微流控芯片可以用于化学反应、分离分析、样品制备等。

在材料科学领域，微流控芯片可以用于纳米材料的制备、表征等。

在环境科学领域，微流控芯片可以应用于水质监测、污染监测等。

......




四、微流控芯片的检测需求


微流控芯片的表面粗糙度、高度、宽度都会影响反应试剂的流速、反应速率、反应是否充分等，性能优异的微流道应能使反应发生得快、准、且充分。

  • 表面粗糙度

通常是指微流控芯片中的微流道表面粗糙度，它对液体样品和反应试剂的流速以及反应效率有着重要影响，通过测量表面粗糙度，可以以此改善反应速率，提高产品性能。

  • 高度、宽度

通常是指微流控芯片中的微流道管道高度、宽度，它对微通道中流体的流动速度、温度、压力等都有很大的影响，因此可以通过对微流道高度和宽度的设计，从而实现对流体的控制。有些种类的微流控芯片高度和宽度还有特殊的要求，如：微滴芯片的高度和宽度决定了生成的微球的大小，器官芯片的高度和宽度决定了既定的细胞或组织能否通过这个微流道结构。

  • 盒厚（空气层厚度）

微流控芯片中的空气层厚度会对微通道中的反应液的压力、温度、流速以及反应速率等都有着很大的影响，高精测量微流控芯片的空气层厚度，有利于精确把控产品性能，减少客诉。




五、微流控芯片的检测案例分享


微流控盒厚（空气层）测量：

近期，一家生物医学材料公司希望能测量微流控空气层，从而改进产品性能，提升反应速率以及试剂流速等，精度要求1nm。优可测工程师根据客户需求，选用薄膜厚度测量仪AF-3000系列为客户进行检测：


检测结果：23278.8nm；匹配度：0.154919


检测结果：26654.1nm；匹配度：0.423456


客户收到检测报告后，对薄膜厚度测量仪的测量速度、测量精度和测量效果非常满意，表示薄膜厚度测量仪对医疗微流控技术的发展做出了很大的贡献。




微流控表面粗糙度、微流道高度和宽度测量：


近期，优可测收到微流控领域的检测需求，是来自国内一家知名微流控技术公司——上海澎赞生物科技有限公司，他们为了提升自家微流控产品性能与质量，实现精确把控微流控芯片的反应效率、试剂混合程度、以及液体流速等因素，希望检测微流控芯片表面粗糙度，以及微流道高度和宽度，以便满足各个行业的客户对不同微流控芯片的需求。


优可测工程师根据客户需求，选用了白光干涉仪AM-7000系列进行检测，客户表示：“以前我们的微流道高度检测都是采用切片的方式，用光学显微镜进行观察的，测量出来的结果其实非常不准确，这对我们微流控产品性能的把控非常不利。有了优可测的白光干涉仪AM-7000系列，我们就轻松解决这一难题了！”

以下是上海澎赞生物科技有限公司的部分样品测试反馈报告：

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