微流控合成条件技术选择
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微流控合成条件技术选择

1.微反应器分类

按反应类型分为:微化学反应器(均相反应器、非均相反应器)、微生物反应器(生物大分子反应方向)。

按载体形式分为:芯片微反应器、毛细管微反应器、特殊形状的特制微反应器

 

2.制作微反应常用材料

常用芯片材料有:单晶硅片、石英、玻璃、有机聚合物如PMMAPDMSPC及水凝胶

优点:良好的生化相容性、光学性能,表面具有良好的可修饰性。

常见芯片材料性能如下图:

PDMS、PMMA\PC等高分子聚合物材料性能

石英和玻璃材料性能

单晶硅片材料性能

1.芯片制作步骤及技术

玻璃等芯片制作的主要步骤包括:涂胶、曝光、显影、腐蚀、去胶、键合

微流体芯片制作步骤及技术

高分子聚合物芯片的制作技术主要包括:热压法、模塑法、注塑法、激光烧蚀法、LIGA法和软刻蚀法等。

1.微流控表面改性技术

为什么要表面改性?

微流控芯片中比表面积大,表面效果显著,表面重要性被强化;

微流控芯片材质多样,增加了芯片表面的复杂性;

微流控芯片中的芯片分离、反应和细胞培养等单元技术对表面性质的需求不同。

表面改性的目的

减小表面非特异性作用;

增强表面特异性作用;

提高表面稳定性。

表面改性方法有:静态改性(硅烷化、聚合诱导接枝、本体掺杂、共价偶联)、动态改性。

 

2.微流体控制技术

微流体控制是微流控芯片实验室的操作核心,在微流控芯片实验室所涉及的进样、混合、反应、分离、检测等过程都是在可控流体的运动中完成的。微流体控制主要包括电渗控制和微阀控制。

微阀控制特征:低泄漏、低功耗、速度快、线性范围广、适应面广。

 

3.微流控技术在液滴的应用

液滴的形成

水溶液和油同时从不同的微通道中流出,当通道疏水时,油浸润通道,包裹水溶液形成形成油包水(W/O)性液滴;若通道亲水,过程相反,形成水包油(O/W)型液滴。

液滴技术的优点如下:

体积小:所需样品微量,适合高通量筛选反应和某些样品来源有限的反应。

样品无扩散。

反应条件稳定:除了消除样品分子的扩散之外,水分子的蒸发也因油相的包围而受到抑制,液滴内的反应条件几乎不受外界影响。

样品间的交叉污染得以避免。

混合迅速:液滴在通道中运动时,在液滴内部将以运动方向为轴,形成两个循环回流。

随着液滴技术的发展成熟,对液滴的研究逐步转向应用如:蛋白质结晶研究、酶分析、细胞分析、材料制备和复杂过程模拟等。

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