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微流体系统的优势及应用

微流体系统是能够使用尺寸为数十至数百微米的微型管道来处理少量液体的系统。微流体作为一个突破性技术正处于快速发展期,广泛应用从生物化学信息技术光学多个领域。

微流体芯片

图为微流体芯片示例

微流体系统可使用光刻技术来实现。聚二甲硅氧烷(PDMS)等聚合物已经替代硅和玻璃来加工微流体芯片,广泛应用在微流体器件的光刻制造中。PDMS是一个透明弹性聚合物,可透过氧气和二氧化碳,因此在放置细胞方面非常有用。制成模具,可用该模具制造出几个微型器件,广泛应用于研究和诊断领域

 

微流体系统优势如下:

·所需样品和试剂量极少,尤其是昂贵的试剂,有助于节约成本。

·在检测和区分分子方面具有高精度和敏感度

·与实验室大型机器相比,减少分析和诊断系统的占地面积

·缩短分析时间,更快得到检验结果

·液体在微型管道中的分层或平滑流动可实现更有力的流动控制

·可在微尺度对实验参数和样品集中度实施更强的控制能力

 

微流体系统的应用:

微流体系统广泛用于毛细管电泳、等电位聚焦、免疫测定、流式细胞术、质谱分析中的样品注入、聚合酶链式反应扩增、DNA分析、细胞分离和操控、细胞图形化等步骤中。

微流体的研究应用主要是在抗生素耐药细菌、血液中的纳米粒子输送、化学反应动力学观察的研究中。

微流体的诊断应用包括癌症和病原学检测。

微流体器件用于测量分子扩散系统、流体粘度、PH和化学结合系数。

在制药学产业,微流体系统在生物药剂学生产中有很多分析性使用,例如,蛋白质药品制造中的监控和优化、鉴定人类细胞。

 

Dolomite Microfluidics最近发布了其创新型3D流体打印机,称为“Fluidic Factory”,是首个商用微流体3D打印机,满足芯片、连接器、阀门、阀组和医疗设备等流体密封设备使用需求。

Dolomite的微流体3D打印机和芯片

图为Dolomite的微流体3D打印机和芯片


生物兼容聚合物如PDMS能够支持嵌入式微流体器件活体生物医疗分析。微流体具备潜力进行单细胞或单分子分析,可以实现在细胞和分子生物的基础研究。目前,为满足在蛋白质组、基因组学、代谢组学所需,正在研究新的微流体工具。微流体为未来提供了革命性和创新性能力。可以预见,更积极的学术研究将更好地展现该极富吸引力的技术所具备的潜力。

文章节选自:大国重器-聚焦世界军用电子元器件 转载仅为传递有用信息,版权归原作者所有,如侵犯权益,请联系删除)

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