河北微流控芯片技术的研究进展

lab-on-chip 产生的应用目的是实现微全分析系统的目标－芯片实验室，目前工作发展的重点应用领域是生命科学领域。当前（2006）研究现状：创新多集中于分离、检测体系方面；对芯片上如何引入实际样品分析的诸多问题，如样品引入、换样、前处理等有关研究还十分薄弱。它的发展依赖于多学科交叉的发展。目前媒体普遍认为的生物芯片（micro-arrays），如，基因芯片、蛋白质芯片等只是微流量为零的点阵列型杂交芯片，功能非常有限，属于微流控芯片（micro-chip）的特殊类型，微流控芯片具有更广的类型、功能与用途，可以开发出生物计算机、基因与蛋白质测序、质谱和色谱等分析系统，成为系统生物学尤其系统遗传学的极为重要的技术基础。 微流控技术能够把样本检测整个过程集中在几厘米的芯片上。河北微流控芯片技术的研究进展

肾脏组织微流控器官芯片（KoC）：传统方法或常规方法的局限性，例如细胞功能和生理学的变化或不适当，使得肾单位的病理生理学研究不准确且容易出错。相比之下，与微流控技术的集成已被证明可以产生更好和更精确的结果。KoC基本上是通过将肾小管细胞与微流控芯片技术相结合来制备的。它主要用于评估肾毒性。在临床前阶段能筛查出2%的失败药物，利用微流控技术能在临床阶段后检测出约20%的失败药物。这证明了使用KoC在单个微型芯片上研究人类肾单位的合理性。湖南微流控芯片原理微流控芯片的用途有什么？单分子免疫微流体生物传感芯片是微流控技术在超高灵敏度生物检测领域的一大应用。

Lee等人先前解释说，与2D模型相比，微流控3D技术中肾单位的药效学和病理生理学反应更为实用。KoC已被开发并证明可显示出更好的药物肾毒性体内后果，该系统已被进一步用于确定各种药物诱导的生物反应。此外，它还有助于培养近端小管，用于观察预测药物诱导的肾损伤（DIKI）和药物相互作用的生物标志物。肾脏器官芯片模型的简单设计基本上由两层组成。上层包含近端小管上皮细胞，下层包含内皮细胞。如图1D所示，位于中间的多孔膜将两层分开。

微流体的操控的难题：自动精确地操控液体流动是微流控免疫芯片的主要挑战之一。目前通常依赖复杂的通道、阀门、泵、混合器等，通过控制阀门的开关实现多步骤反应有序进行。尽管各种阀门的尺寸很小，但使阀门有序工作需要庞大的外部泵、连接器和控制设备，从而阻碍了芯片的集成性、便携性和自动化。为尽可能减少驱动泵等辅助设备以使系统小型化，Mauk等研究人员结合层压、柔韧的“袋”和“膜”结构来减少或消除用于流体控制的辅助仪器，通过手指按压充气囊或充液囊实现流体驱动。此外研究人员还尝试通过复杂的多层设计，更利于控制试剂加载、液体流动，如Furutani等人开发了一种6层芯片叠加黏合而成的光盘形微流控设备，每一层都有其特定功能，如加载孔、储液池、反应腔等，尽可能避免降低敏感性。微流控芯片技术用于药物筛选。

微流控芯片的常见故障及预防措施：泄漏：微流控芯片中的微通道和阀门等部件容易发生泄漏，应注意密封性和连接的可靠性。堵塞：微流控芯片中的微通道可能会因为微粒或气泡的堵塞而导致流体无法正常流动，应注意样品的净化和操作的规范性。漂移：由于温度、压力等原因，微流控芯片中的流体可能会发生漂移，影响实验结果，应注意温度和压力的控制。综上所述，微流控芯片是一种利用微尺度通道和微流控技术进行流体控制的集成芯片，具有体积小、快速、高效、灵活、低成本等特点。它由主体生物传感芯片、流体控制模块、信号采集模块和外部控制模块组成，通过控制微阀门、微泵等实现对微流体的精确控制和调节。微流控芯片根据不同的应用领域和功能可分为生物传感芯片、化学芯片和环境芯片等。在使用微流控芯片时，应注意防止泄漏、堵塞和漂移等常见故障，确保实验结果的准确性和可靠性。单分子免疫微流控生物芯片是微流控技术在超高灵敏度生物检测领域的一大应用。上海微流控芯片发展趋势

推动微流控芯片技术的进步。河北微流控芯片技术的研究进展

美国圣母大学(University of Notre Dame)的Hsueh-Chia Chang博士与微生物学家和免疫检测professor合作研究，提高了微流控分析设备检测细胞和生物分子的速度和灵敏性。同时，Chang对交流电动电学进行了改善，因为他认为交流电（AC）可作为选择平台，驱动流体通过用于医学和研究的微流控分析仪。微流控分析仪的驱动机制是常规的直流电动电学，但是使用时容易产生气泡并引起物质在电极发生化学反应的缺点限制了直流电的应用，此外，为保证其对流量的精确控制，直流电极必须放置在储液池中，不能直接连接在电路中。河北微流控芯片技术的研究进展

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