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微流控芯片材料如何选择及优缺点分析

1.常用的芯片材质

微流控芯片材质有:玻璃、硅片、纸、PDMS、高分子聚合物等。

玻璃、PDMS、纸、硅、PMMA材质芯片示范图对比

2.微流控芯片材料如何选择

微流控芯片选材原则:

①芯片材料与芯片实验室的工作介质之间要有良好的化学和生物相容性,不发生反应;

②芯片材料应有很好的电绝缘性和散热性;

③芯片材料应具有良好的可修饰性,可产生电渗流或固载生物大分子;

④芯片材料应具有良好的光学性能,对检测信号干扰小或无干扰;

⑤芯片的制作工艺简单,材料及制作成本低廉。

汶颢股份微流控芯片效果图


3.各种制备微流控芯片的材料优缺点分析

硅材料

优点

·具有良好的化学惰性和热稳定性

·良好的光洁度,加工工艺成熟

·可用于制作聚合物芯片的模具等(汶颢股份提供硅片注塑模具、PDMS注塑模具等芯片注塑模具

缺点

·易碎,价格贵

·不能透过紫外光

·电绝缘性能不够好

·表面化学行为较复杂

微流控硅芯片材质图

微流控硅芯片材质图

玻璃石英材料

优点

·很好的电渗性质和光学性质

·有利于化学方法进行表面改性

·可用光刻和蚀刻技术进行加工(汶颢股份提供微流控芯片加工及相关工艺、技术输出

缺点

·难以得到深宽比大的通道

·加工成本较高

·封接难度较大

微流控玻璃芯片材质图


微流控玻璃芯片材质图

有机高分子聚合物材料PMMA等

优点

·成本低,品种多样,价格低廉适合大量生产

·可通过可见光与紫外光

·可用化学方法进行表面改性

·易加工得到宽深比大的通道

缺点

·不耐高温

·导热系数低

·表面改性的方法尚不够成熟

微流控高分子聚合物芯片材料

微流控高分子聚合物芯片材料

纸质芯片材料

优点:

·较硅、玻璃等材质,纸的成本低

·无需模板,结构设计不受约束

·分析系统易微型化、便携化。无需外置驱动,纸张可折叠,易保存和运输

·生物兼容性好。滤纸主要成本为纤维素,可固定酶、蛋白质和DNA等生物大分子

·检测背景低。纸张通常是白色,有利于在纸芯片上开展比色分析

·后处理简单,无污染,可通过简单安全的燃烧方式进行处理

缺点:

·样本残留在纸通道中和样品在运输过程中的蒸发导致样品利用率降低。

·对于一些具有低表面张力的样本,疏水区不一定有足够的疏水性,样本可能会发生渗漏。

·结合传统的比色法,对于太低浓度的样本分析纸芯片无法检测。

汶颢股份(www.whchip.com)提供所有材质(常见有:PDMS、PMMA、玻璃、硅、金属、纸等)微流控芯片设计及加工服务。汶颢提供微流控芯片实验室的整体组建及技术培训服务。



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