1、什么是微流控技术
微流控芯片又被称为芯片实验室或全分析系统。简单的微流芯片由一个微型沟道和与之相连的进样口和出样口组成,沟道截面的几何尺寸一般在几十到几百微米的之间,沟道长度则可在几毫米到几厘米之间。稍复杂一点的芯片可集成微反应池、微混合器和微分离结构;更强功能的芯片则可集成微泵、微阀、微探测器等功能单元。由于体积小、可集成度高、成本低且可大批量生产。因此,微流控芯片在分析化学、生物医学、疾病诊断、药物筛选等领域有广泛的应用。
2、微流控技术发展历史
①20世纪90年代Manz提出“微流控的概念”:开展早期芯片电泳的研究,提出微全分析系统(μ-TAS)的概念。
②1994年首届μ-TAS会议在荷兰召开:一种分析化学平台。
③2001年Lab on a Chip(芯片实验室)杂志创刊:PDMS软刻蚀研制成功,微泵微阀研制成功。
④2004年被Business 2.0列为“改变未来的七大技术之一”:微流控技术大规模集成”论文发表在Science上。
⑤2006年Nature杂志推出芯片实验室专辑:该领域中国SCI论文数量全球02。
3.微流控技术的基本特征
①层流:以水为介质的雷诺系数小于 10,两股或多股流体倾向于并排前进,在微小空间内实现对样品的控制。
②传质:依靠扩散进行层与层之间的传质,层流中的扩散传质速度较慢。
③电渗:流速大小可以由外电场线性调节,流体前沿为扁平状获得较高分离效率,重要应用领域在芯片电泳实验中。
④传热:微通道比表面积大传热迅速,有利于放热体系的温度控制。
⑤相变:体系微小很容易产生过冷水,在流动状态中过冷水可以稳定存在。

4、微流控实验平台的基本构造

微流控光学显微分析平台典型配置包括:探针台、流体探针、进样泵、流量显示器、探针对准器、探针适配器、显微镜、芯片适配器等。
微流控光学显微分析平台是专门用于微流控芯片实验的光学检测、操作平台。它集光学显微镜、CCD成像和微流控芯片专用夹具于一体,解决了传统显微镜平台上芯片连接漏液的问题,增加了微流控芯片实验的灵活性。
微流控芯片接口设计,可随时快速连接各种材质及接口的芯片,结构紧凑且密封性好
系统灵活性强,可基于Nikon, Olympus 和Zeiss 显微镜进行定制设计
实时成像系统,检测芯片通道内流体的流动状态
手动或自动平台位移控制,方便操作
预留压力泵(或注射泵)和流量检测单元的放置空间,各部件结构稳定,减少因各流体部件的位置改变对实验稳定性的影响

微流控系统:
一个完整的微流控系统应该包含4个部分:流体驱动子系统、过程监控子系统、微流控芯片和检测分析子系统。为此我们搭建了一套通用性较强的综合实验平台(一站式服务),满足常见的微滴、细胞培养等实验的同时,也非常易于拓展至其它更具挑战力的微流体实验(如单细胞分析等)。另外,此系统支持定制,我们也坚信定制系统才是最符合您实验室需求的实验平台。

流体驱动子系统:
微流控实验通常选择压力泵作为驱动单元,压力泵相比注射泵有着动力平滑稳定、持续数周进样、泵体不与试剂直接接触等优点,通常除了在高压(> 1Mpa/10bar)或者极低流量(如低于100ul)的定量流体进样之外,压力泵是最好的选择。微纳立方/Microblox作为Fluigent在中国大陆唯一指定代理(Fluigent官网可查,可提供授权书),提供微流控业内明星压力泵产品Flow EZ以及诸多性能相当的产品,使用体验良好有口碑,实际性能与技术指标相符,已获得国内外诸多好评。
如何选择驱动泵,可查看下方Microblox文章链接
链接:

过程监控子系统:
过程监部分常见单元由阀门、流量计、压力计、温控模块等单元组成。
比较常见的单元为微阀和流量计,微阀用户实现流体的多种控制,如循环灌流、序列进样以及定量注入等操作,而市面微阀品牌种类众多,很多产品可用但存在有死体积、切换时间不够快以及会产生气泡的缺点,存在老师购置微阀却满足不了实验需求或大幅降低实验效率的情况,如气泡引入、死体积带来交叉污染,导致实验重做、浪费试剂。为此,我们找到了Fluigent的微阀产品,解决了“死体积”、“切换时间”和“气泡”这些问题。
流量计用于实时监控流量以及恒流(恒流对细胞培养/OOC、微滴制备、微球制备等实验至关重要!)。市面存在一些流量计技术指标极端优秀但使用却与之不符的产品,同时存在流量校准繁琐、流量不具备高度重复性等等待改进点,这将十分影响实验效率,严重者存在数据错误导致实验重做的情况。为此,我们提供的Fluigent的Flow Unit流量计,支持现场ul/min以及nl/min的现场测试(实际上我们已经做过了,对此很有信心),设备性能与技术指标符合,具备高重复性,同时配套软件齐全,使用体验顺畅、数据放心。
更多技术内容可查看下方Microblox文章链接
链接:
另外,我们还介绍了一些微流控实验里的“小常识”,了解这些内容将有利于提高您的微流控实验的效率。
对于其他的压力计、温控等模块单元,欢迎联系我们获取相关信息。
压力计、温控产品链接

微流控芯片:
微流控芯片是整个微流控系统的核心,微纳立方/Microblox提供众多厂商的标准芯片,也有自己的微流控芯片加工超净间(万级),支持定制微流控芯片(塑料、PDMS材质、带电极等)以及配套的芯片夹具,同时也提供PDMS芯片加工的全套设备(性能给力,非常有性价比),供有搭建自己的芯片实验室需求的用户选购。我们的优势不仅在于提供完整的“微流控芯片”方案,更在于提供一站式微流控实验解决方案(交钥匙工程),换句话说,客户提供需求,我们交付一套完整的微流控实验平台,并提供完善的培训与售后服务。
链接:

检测分析子系统:
检测分析模块的目标是获取足量、多维且可信的实验信息,并从中筛选出对结论最有用的数据。除去大家熟悉的显微镜外,我们常配套的分析单元还包括细胞分选平台ODIN、微滴生成分析分选一体机 DropGen-ODIN、微区光谱仪、阻抗测量仪以及QCM-D等。需要强调的是:过程监控子系统(如流量计、压力计、微阀状态等)同样能提供关键过程信息,在很多项目中也可归入“检测分析”的范畴,一并纳入方案设计与联动控制。
如果您有微滴制备、分析并完成分选的需求,我们强烈推荐微滴生成分析分选一体机 DropGen-ODIN。DropGen-ODIN将微滴制备、实时高帧率成像和智能自动分选等功能融为一体,通过配套软件实现全流程自动化操作。用户仅需极少样本和简单参数设置,即可在数分钟内获得高一致性、单分散的微滴,并对目标细胞或颗粒进行多参数分选。
微流控技术的应用领域:
化学:分析化学平台,耗样量低、分析速度快、具有高灵敏度和高分辨率;集成样品处理、分离、反应、分析等过程,提高分析效率。
医学:临床诊断,现场即时检测(POCT),具有小型、便携、快捷、方便的优点,对全球公共健康具有重要意义。
生物学:细胞生物学,在芯片平台实现细胞培养、刺激、分选和裂解等过程,直接应用在生物传感器、干细胞研究、药物筛选。

该平台广泛应用于生命科学、材料科学及交叉学科研究,主要领域包括:
- 微滴实验:适用于单细胞分析、酶反应动力学、微量化学合成等研究。
- 细胞培养与药物筛选:支持稳定的细胞培养微环境构建,可用于药物反应评估和个性化医疗研究。
- 单细胞分析:结合光学成像和检测系统,实现对单个细胞的实时监测与分析。
- 生物传感与诊断:可集成检测模块,用于疾病标志物检测、即时诊断技术开发。
- 材料科学与新材料研发:通过微流控方法实现高通量、可控条件下的材料合成与性能研究。
- 教学与科研实验:作为先进的综合实验平台,适合高校和科研机构用于实验教学和前沿研究。

这里提供了部分相关产品的相关参数,如果您有需求,欢迎和我们联系,定制属于您的微流控实验平台。
压力泵和流量计参数如下:


光谱仪和QCM-D部分参数如下:

