微流控芯片产品的研发需要哪些条件？有办法降低成本吗？

开发人员作为整个体系的核心，处于中心位置和驾驶位置。经验丰富的老驾驶员不但能选择合适的道路顺利完成行驶任务，还能充分预判危险。具有丰富经验的微流控开发团队能加速项目的开发速度，提高项目开发的成功率。

微流控芯片种类繁多，根据其材料、尺寸范围、结构设计及应用的不同，需要用到的设备种类和性能差异非常大。并且因为微流控芯片主要针对微量液体进行操控，其加工精度、结构和表面性质的重现性要求较高，因此所用的设备往往性能要求和成本会比较高。

微流控是一门相对较为新兴的学科，因此目前市面上性能稳定、可靠的设备不多，很多研发团队往往都是一边调试设备，一边测试性能，很多时候还需要自己根据需要来搭建或定制设备，非常耗时耗力。

在芯片结构定型前，需要经过非常多次的结构优化，可能是几十次，甚至几百次，这个过程中需要具备完善的加工和测试设备，才能迅速将设计转化为实物进行测试，如果没有合适的加工设备，可能委外定制芯片从采购到可测试就需要至少两周时间，而且其物料、过程、性能等难以监控，给研发带来很大的不确定性，同时增加了大量不必要的等待时间，无法保证产品结构设计的快速验证和迭代。

图2.微流控芯片加工设备

公司设立一个项目，其最终目的是要实现转产，因此微流控芯片在研发过程中，需要特别注意研发与生产所用材料的一致性，以确保其材料的物理、化学性质和生物兼容性的一致性，保障量产产品的质量稳定性。以塑料为例，即使都是PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯），也可能因厂家、型号、牌号等的不同而具有较大的性能差异，比如熔点、玻璃化转化温度、荧光背景、耐酸碱性、生物毒性等等。即使是微小的差异，也可能在最后功亏一篑。

因此，在研发阶段，就需要有足够丰富的材料库供研发人员做测试筛选，或者有足够的加工能力，能将采购到的塑料颗粒料迅速加工成可以用于实验室加工的原材料形态。并能保证足够的测试量，否则一旦已经选定了一个材料进行模具设计，并花费了几个月的时间完成了模具加工、注塑参数甚至键合工艺的调试，这个时候突然发现材料差异再来做替换，其工作量、工作时间和成本消耗是巨大的，也会打乱产品的报证和上市计划。

图3.微流控芯片常用材料及特点

高效的项目开发过程，离不开完善的开发流程控制，包括但不限于项目阶段的合理划分和验收评审，周期性的数据汇总和分析汇报，物料的可追溯性控制，过程文件的输入输出控制，风险管理控制等。

微流控产品的开发特别难的地方其实是在产品的检验标准上。微流控产品的优势在于其集成性，一款由多种材料、多种结构，需要在内部集成不同功能区、温区，以及内置不同形态和性质的试剂的产品，其检验标准是什么，验证方法是什么，目前为止都缺乏行业标准，都还在不断的发展验证中。而这些都非常考验一个团队的经验丰富性、配合密切性，最终的体现就是产品开发的速度、效率和成功率。

微流控芯片具有微小的特征，其针对的测试往往是微量且敏感的，因此芯片的加工和测试环境应当是较为洁净的，需要有无尘室或GMP车间来作为芯片的研发和转产地点。若是在需要进行光刻的场景下，还需要准备暗室（请带通风橱，否则某些试剂的味道真的是令人永生难忘）。激光切割过程中也会产生大量的废气，所以需要准备专门的房间，同时配备单独的空气处理系统。对于各种精密的检测设备，也需要各自准备小房间或防震台等设备，以保障其精度和寿命。这些，是在项目启动前就需要做好投入，完成装修的。