微流控芯片简介

微流控芯片简介微流控芯片是将生物、化学和医学分析过程中的样品制备、反应、分离和检测等基本操作单元集成到一个微型芯片上，自动完成整个分析过程。什么是微流控芯片？2020/6/15，3，Microfluidics是一种用于精确控制和操纵微尺度流体，尤其是亚微米结构的技术。具体而言，微指以下特征：微体积(纳升、皮升、升级)微体积低能耗装置本身占据微尺度流体的体积微流控，是一门包括工程、物理、化学、微加工和生物工程在内的多学科交叉的学科。微流体出现于20世纪80年代，已经在DNA芯片、芯片实验室、微注射技术和微热力学技术中得到发展。微流体研究的空间特征尺度范围从1微米(10-6米)到1毫米(10-3米)。(1)什么是微流控芯片，(4)微流控芯片能做什么，生物医学领域：它能把宝贵的生物样品和试剂的消耗降低到微升甚至纳米量级，分析速度和成本可以加倍。化学领域：它可以进行分析和合成，而以前在大型实验室中需要大量样品、试剂和大量时间来完成。少量的样品和试剂将花费在一个小芯片上，大量的实验分析化学领域将在短时间内同时完成：它可以将以前的大型分析仪器变成平方厘米大小的分析仪，这将大大节省资源和能源。5.2004年，美国杂志商务2.0 (Business2.0)的封面文章“七项新技术将改变一切”，其中第五篇是微流控芯片系统。2006年，自然杂志发行了一张关于这种可能性的专辑，成为“本世纪的技术”。微流控芯片系统作为第三次工业革命“生物技术革命”的领导者，正开始重复电子芯片蓬勃发展的趋势。它肯定会改变人类未来的生活方式。加州理工学院是世界上第一家微流控芯片公司(现在称为卡尺技术公司)，于1995年在美国成立。它在一年内筹集了近1000万美元，并于1999年成功上市。同年其市值达到7500万美元，2011年达到10亿美元。微流控芯片能做什么？微流控芯片系统涵盖了广泛的领域，包括疾病检测、生化分析、蛋白质检测、药物筛选、药物检测、商品检验、环境监测、刑事科学、军事科学和航天科学，涵盖了人们生活的方方面面。第二，微流控芯片能做什么，2020/6/15，6，7，第二，微流控芯片能做什么，叶楠楠，阿坚哈金，* aweiweishi，axinliuaandbingchenglin * alabchip，2007，7，1696-1704a，8，第二，微流控芯片能做什么，刘瑞华，杨俊男，t. lenigk，j. bonanno，p. grodzinski，analog.chem.76 (2004微：微流体：应用流体科学，如何形成微芯片系统，10、注射泵：工作时，单片机系统发出控制脉冲使步进电机旋转，步进电机驱动螺杆将旋转运动转化为直线运动，推动注射器活塞进行注射和输液，从而实现高精度、稳定、无脉冲的液体传输。定压泵：定流量泵准确、耐用、输送流量稳定、压力和扬程可连续调节，输送的物质不与外界接触，防止污染、添加液体和以各种流量泵送液体。它可以少量运输，也可以装在小罐里使用。采样器，11，电泳：带电粒子在电场的作用下向具有相反电特性的电极移动，这称为电泳。电泳是一种利用带电粒子在电场中以不同速度移动来实现分离的技术。磁性分选：磁场中的磁性物质或电流会因磁场的作用而感受到磁力，从而与其他非磁性物质分离。热传导：从系统的一部分到另一部分或从一个系统到另一个系统的热传递现象称为热传递。样品注射器，12，样品注射器，重力驱动：通过使用液体的自重完成样品注射，13，离心力驱动，离心微流体平台，模拟。chem.2002，74，5569-5575，14，制备和反应：常规混合、加热和其它步骤通过液体、微芯片、肛门的流动路径控制在芯片上实现。化学2002，74，1565-1571，15，培养：将微生物、细胞和组织的常规培养微型化，通过结构设计将微通道变成培养皿，同时控制温度、湿度和气体浓度，实现生物培养功能；16，分离：根据不同的停留时间，改变通道内部或施加驱动力，分离不同的物质，达到常规色谱或电泳的分离效果。光谱检测器：分光镜是一种科学仪器，能将复杂成分的光分解成光谱线。它由棱镜或衍射光栅组成，可用于测量物体表面反射的光。阳光中的七色光是肉眼可以分辨的部分(可见光)。然而，如果太阳光被分光计分解并按波长排列，可见光在光谱中只占很小的范围，其余是肉眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、x光等。用分光计捕捉光信息，用照相底片显影，或用计算机自动显示数字仪显示和分析，可以检测出物品中所含的元素。电化学检测器：一种基于测量化学系统或样品的电响应的分析方法。它将被测对象形成化学电池的组成部分，并通过测量电池的某些物理量(如电势、电流、电导或电量等)来获得物质的含量或确定某些电化学性质。19、质谱、显微成像、20、有机聚合物芯片(PDMSPMMAPC等。)从材料、玻璃芯片、纸芯片、其他，什么是微流体芯片，21、聚二甲基硅氧烷作为一种聚合物硅氧烷化合物，通常称为硅氧烷。它是光学透明的，通常被认为是惰性的、无毒的和不可燃的。最广泛使用的硅基有机聚合物材料使用微流体芯片，包括微通道系统、填缝剂、润滑剂、保护剂等。生物微电子学。22，该微流体芯片被分成两个部件：a(基本部件)和b(固化剂)。混合均匀后，加热固化，成为透明的软质材料。优点：惰性、生物相容性、透明性和易加工缺点：柔软性、对蛋白质的吸附性、聚甲基丙烯酸甲酯(聚甲基丙烯酸甲酯)聚碳酸酯(聚碳酸酯)俗称有机玻璃和丙烯酸。在透明材料中，聚甲基丙烯酸甲酯树脂的质地最好，价格也最合适。聚甲基丙烯酸甲酯树脂是一种无毒环保的材料，可用于生产餐具和卫生洁具。它具有良好的化学稳定性和耐候性。破碎时不容易产生尖锐的碎片。有哪些微流控芯片？24.聚碳酸酯是一种几乎无色的玻璃态无定形聚合物，具有良好的光学性能。聚碳酸酯高分子量树脂具有高韧性。其主要性能缺陷是水解稳定性不够高、对缺口敏感、耐有机化学性、耐擦伤性差、长期暴露于紫外线后发黄。像其他树脂一样，聚碳酸酯很容易被一些有机溶剂浸泡。原材料为透明板，通道采用模具热压、机床切割等加工。25、玻璃：硼硅酸盐玻璃：主要成分为二氧化硅和B2O3，具有良好的耐热性和化学稳定性，用于制造炊具、实验室仪器、金属焊接玻璃等。硼酸盐玻璃主要由B2O3组成，熔点低，耐钠蒸汽腐蚀。含稀土元素的硼酸盐玻璃是一种新型的高折射率低色散光学玻璃。磷酸盐玻璃主要由P2O5组成，具有低折射率和色散，用于光学仪器。应时玻璃：二氧化硅含量大于99.5%，热膨胀系数低，耐高温，化学稳定性好，紫外和红外光透射率高，熔融温度高，粘度高，不易成型。它广泛应用于半导体、电子钢化玻璃实际上是一种预应力玻璃。为了提高玻璃的强度，通常采用化学或物理方法在玻璃表面形成压应力。当玻璃承受外力时，表面应力首先被抵消，从而提高了玻璃本身的承载能力，增强了玻璃本身的抗风压、抗冷热冲击能力。26、其他纸屑、金属屑、凝胶屑等，27、微结构形成1。传统的光刻技术、光刻程序、光刻玻璃样品、(a)旋涂光刻胶、(b)覆盖光刻、(c)曝光、(d)显影、(e)蚀刻和(f)光刻胶的去除，适用于硅、玻璃、应时和其他材料，与传统的半导体工业方法一致。它可以分为湿法和干法。干法的分辨率高于湿法，相应的制造成本也较高。分析师，2004，129，305308，芯片制造和修改，28，2。模板铸造(成型)，处理器视图成形制造，塑料微流体，适用于聚合物材料。大规模生产的低成本。肛门化学，2002，74，78A-86A，微结构的形成，29，3。模板热压，示意性表示制造方法包括GhostbossingofThermoplastic聚合物颗粒和热粘合。适用于热塑性聚合物。应用物理学家，2002，80，3614-3616，微结构的形成，30，微结构的形成4。激光蚀刻法，用激光直接加热聚合物或玻璃，形成微结构。Anal.Chem，1997，69，2035-2042，文浩芯片技术，31，热粘合方法常用于从玻璃和应时材料蚀刻的微结构。将处理后的基板和相同材质的盖板清洗、烘干、对齐并紧密贴合，然后将基板和盖板水平放置在高温炉中，将抛光后的石墨板分别放置在基板和盖板的上方和下方，将0.5公斤重的不锈钢块压在上方的石墨板上，在高温炉中加热粘合。玻璃片粘接时，高温炉的加热速度为10/分钟，在620下保温3.5小时，然后降温至10/分钟。应时芯片的键合温度高达1000以上。这种方法需要高操作技术。现代科学仪器，2001，4，8-12，1。热粘合，芯片封装，32。阳极键合已广泛用于玻璃、应时和硅片的密封。也就是说，在接合过程中，施加电场以使接合温度低于软化点温度。在500-760伏的电场下，当温度升至500摄氏度时，两块玻璃板可以粘合在一起。当两块玻璃板没有粘合时，板之间的气隙承受大部分电压降。玻璃板可视为平行板电容器。板之间的吸引力与电场强度的平方成正比。因此，粘合从两块玻璃板中最接近的点开始。下板中的可移动正电荷(主要是钠)中和上板中的负电荷，产生一层氧化物(正是这一过渡层密封了两块玻璃板)。在这一点上结合完成后，周围的空气间隙相应地变得更薄，电场力增加，因此结合扩展，直到整个板紧密结合。现代科学仪器，2001，4，8-12，2。阳极键合，芯片封装，33，3。室温粘合，肛门。化学，2004，76，5597-5602，文浩芯片技术，34，4。粘合(等离子体处理或不处理)以直接覆盖玻璃或应时板上的聚合物片。5.压力配合，schematillustrationoffselingandconnection方法。模拟屏幕支架。化学。2002，74，1724-1728，芯片封装，35。表面修饰1。作为色谱固定相，用某种物质(例如十八烷基硅烷)涂覆毛细管壁，以创建固定相，analog.chem.2002，74，784-789，analog.chem.2003，75，64a-69a，文浩芯片技术，36，2。固定化酶，示意性诊断。肛门。化学，2002，74，379-385，表面改性，37，3。固定化生物膜，Langmuir2003，19，1624-1631，表面改性，38，4。亲水或疏水改性，分析仪2004，129，284-287，表面改性，39，洁净室：也称为洁净室或洁净室。“超级洁净室”是指一个专门设计的房间，去除污染物，如细颗粒物换句话说，无论外部空气条件如何变化，室内空气都可以保持清洁度、温度、湿度、压力和其他先前设定的特性。超净室的主要功能是控制产品(如硅片)暴露在空气中的清洁度、温度和湿度，以便在良好的环境空间中生产和制造产品，我们称之为“超净室”。工业超净室的目标是控制无生命的粒子。它主要控制空气尘埃颗粒对工作物体的污染，内部一般保持正压状态。适用于精密机械工业、电子工业(半导体、集成电路等)。)、航空航天工业、高纯化学工业、原子能工业、磁光产品工业(光盘、薄膜、磁带生产)、液晶显示器(液晶玻璃)、计算机硬盘、计算机磁头生产等行业。生物超净室主要控制生物颗粒(细菌)和非生物颗粒(灰尘)对工作物体的污染。它可分为：一、一般生物洁净室，主要控制微生物(细菌)的污染对象。同时，其内部材料应能承受各种灭菌剂的侵蚀，内部压力一般应得到保证。本质上，其内部材料应该能够承受工业洁净室中的各种消毒处理。例如：制药行业、医院(手术室、无菌病房)食品、化妆品、饮料生产、动物实验室、理化检验室、血站等。生物安全超级洁净室：主要控制工作对象的生活微粒对外界和人的污染。内部应该保持与大气的负压。例子：细菌学、生物学、洁净实验室、材料工程(重组基因、疫苗制备)、需要什么条件、40、光刻机：光刻机/紫外线曝光机(MaskAligner)又称：掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等。常用的光刻机是掩模对准光刻，所以称为掩模对准系统。一般的光刻工艺包括清洗和干燥硅片表面、底涂、旋涂光刻胶、软干燥、对准曝光、后干燥、显影、硬干燥、蚀刻