微流控生物芯片制造及应用

微流控芯片

微流控技术的优势

微流控技术的发展源于实现微型化、高通量和高灵敏度的生物检测需求。20世纪90年代以来，微流控技术在芯片制造、生物分析、药物筛选、基因测序等领域应用广泛。微流控技术相较于传统实验方法，有如下优势:

1.液体样品仅需要极少的体积，通量与均匀性更高，能更有效地利用有限的生物样品;

2.掌握了微型流体操控、分配、合并等技术，可以在几秒钟内完成精确的混合、扩增、检测操作;

3.微流控芯片可以很好的整合多样生物反应过程，将分析时间大大缩短，从而达到高通量芯片分析的目的。

基于微流控技术的生物芯片制造

基于微流控技术的生物芯片是由微流控芯片和生物分析系统构成。微流控芯片通常采用类似于半导体晶片的成像技术制造，芯片结构由一系列的集合电路单元，包括毛细管、反应器、混合加热、分离等微型化流道组成，其中生物分子在微流道中可以受到特定物理和化学环境影响，然后由控制流程导至较复杂的微观反应。

常用的芯片制造材料有玻璃、硅胶、聚合物和陶瓷等。制造过程中一些微缩的流道和反应池壁往往会受到表面张力和液体流动产生的剪切力的影响，因此需要精密的控制技术和制造设备支持，其中微流控技术的优势在于它能在微小范围内实现较为稳定的液体操控和反应条件控制。需要指出的是，生物芯片制造技术存在一定的难度，同时需要兼顾生物芯片的灵敏度和稳定性，或与研究应用的区别，因此制造技术和应用测试需要一定的前期设计和实验手段。

基于微流控技术的生物芯片应用

基于微流控技术的生物芯片在生命科学、医药领域等方面得到了广泛的应用，因其具有快速、可靠、低成本、低污染等优势，以及拓宽了科学家们行业认知的广阔空间。

1.医学检验领域

微流控技术可用于医学检验仪器的开发，如医学检验芯片等，能够快速、准确、低价地检测多种疾病。微流控芯片比传统芯片需用的时间、样本量和价格都低很多，更适合临床检测的需求，其检测孔径也相对较小，能提高检测的灵敏度。

2.药物筛选领域

微流控技术可用于药物筛选实验领域，对特定病毒或癌细胞等进行快速筛选，以了解特定药物对它们产生的反应。微流控芯片可在几秒钟内实现非常方便的小样本和高通量的药物筛选。

3.人类细胞培养领域

微流控技术可用于生物芯片制造领域，可以更好地完成对人类细胞培养的实验。与传统细胞培养方法不同，微流控芯片培养成本更小、更可控，使细胞繁殖更快，且保持细胞的适当高度和密度。

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