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微流控|仪器百科

更新时间:2023-04-13  |  点击率:1042
  微流控芯片是一种以微米尺度高度集成化的微流控技术为基础的新型分析技术。相比于其他分析化学技术,具有高度灵活性、实时性、快速性、高效性、微量化、节约样品和试剂等优势。它已广泛应用于基础研究、临床医学、环境监测、食品安全等领域。
 
  它具有高度灵活性,可以通过微流控技术实现多通道、多功能、高通量实时分析,可配合不同检测手段,包括荧光检测、电化学检测、生物传感器等,同时可以与光子学、纳米技术、MEMS等相关领域相结合,为分析化学领域带来了新的创新。
 
  其次,具有快速性,其反应速率比传统方法高许多。因为微小的体积可以使反应的物质浓度高达单价,而且能够在秒级响应,从而提高了实时性,使它在生物医学领域的细胞分析、药物筛选、DNA测序和基因芯片上得到广泛应用。
 
  在微量化方面具有显著优势。由于体积小,只需要极少量的某一种物质参与反应即可进行分析,因此可以在微量物质分析、环境毒素检测、水质监测等方面起到很好的作用。
 
  此外,还可以节约样品和试剂。现有的传统分析化学技术往往需要大量的试剂,而微流控则凭借其微小的尺寸只需要微小样品和少量试剂即可完成复杂分析,因此显著地节省了试剂成本。
 
  微流控芯片以液滴为主要特征,在高通量药物筛选 , 材料合成和单细胞测序等领域有巨大的潜力。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。
 
  微流控芯片使用的四个技术优点分别是什么?
 
  集成小型化与自动化:
 
  芯片技术能够把样本检测的多个步骤集中在一张约手指头大小的芯片上,通过流道、微阀门、腔体等的组合设计来集成功能单元,最终实现芯片装置的小型化与自动化。
 
  污染少:
 
  芯片具有集成功能,因此原先在实验室里需要人工完成的各项操作可全部集成到芯片上自动完成,从而使人工操作时样本对环境的污染得到有效控制。另外,由于所需的试剂和样本量很少,从而能有效减少相应废弃液体的排放。
 
  检测试剂与样本需求量小:
 
  由于集成检测的小型化,微流控芯片上的反应单元腔体通常也很小,检测试剂及样本需求量一般在纳升级或微升级,远远低于常规检测方法的试剂样品需求量。
 
  高通量与高效率:
 
  通过微流道网络,能同时将待测样本分流到多个相互隔离(独立)的反应单元,因此可根据需要对同一个样本进行多任务并行的检测。与常规逐个项目检测相比,这能大大缩短检测时间、提高检测效率。
 
  微流控芯片是一个多学科交叉的领域。它的应用不仅限于纯分析化学领域,还涉及光学、光子学、电化学以及微纳技术等领域。这使得芯片不仅是一个分析化学的革新技术,同时也是一个提供全新解决方案的创新器件。
 
  综上所述,微流控芯片作为分析化学领域的新技术,具有高度灵活性、实时性、快速性、高效性、微量化、节约样品和试剂等优势,为人们的生活带来了便利,并且能够在环境监测、食品安全、临床实验等领域发挥积极作用。随着技术的不断发展完善,它将进一步改变人们的生活方式,创造更多的机遇和可能。
 
微流控芯片
  微流控芯片是利用微加工技术由硅、玻璃、石英、有机聚合物和复合材料制成的,列举了制造中所用的各种材料及其优点:

 材料  制备方法  优点
 玻璃,石英  光刻、蚀刻技术  重复使用,具有良好透光性和电绝缘性
 硅  蚀刻技术  工艺成熟,具有良好稳定性
 聚二甲基硅氧烷  模塑技术  无毒、成本低、化学惰性高
 光刻胶  光聚合  耐高温,可重复使用
 聚甲基丙烯酸甲酯  激光烧蚀  制备简单,精度高
 氟化乙烯丙烯  光刻  制备精度高,耐腐蚀
 聚乙烯醇  光聚合  渗透性高,成本低
 分析滤纸  印刷  成本低,方便携带