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微流控芯片发展历程

2020.4.27

微流控芯片技术是在芯片毛细管电泳基础上发展起来的,1992年,Manz等采用微电子机械加工技术在平板玻璃上刻蚀微管道,研制出毛细管电泳微芯片分析装置,实现了荧光标记的氨基酸的分离,开创了微流控芯片技术之先河。

1995年,Wolley和Mathies用自己研制的电泳芯片系统,成功地进行了DNA测序,在540s内读出了150个碱基,准确率达到97%,微流控芯片的商业开发价值开始显现。

1996年,Woolley等又将基因分析中有重要意义的聚合酶链反应(PCR)与毛细管电泳集成在一起,展示了微全分析系统在试样处理方面的潜力,从而为微流控芯片在基因分析中的实际应用提供了重要基础。

1998年,Burns等利用光刻技术制作了1个集nl液体进样器、混合器、定位系统和可控温的反应室、电泳分离系统和荧光检测器系统于一体的微流控芯片,用于DNA分析。

1999年Shi等研制出了96根分离泳道的毛细管阵列电泳芯片,96根泳道呈辐条状分布在直径为10cm的基片上,可在2min内同时分离96个pBR322样品。

2000年,Anderson等研制了一种可用于多样品的一系列复杂分子处理的高度集成芯片,它能够从ml级水溶液样品中提取浓缩核酸,进行微晶化学扩增、酶反应、杂交、混合和测定等,并可进行十几种反应物的60多个连续操作。

2003年,Forbes杂志将微流控技术评为影响人类未来15件最重要的发明之一。

微流控芯片

我国微流控研究起步较晚,经过十几年的发展,微流控技术已逐渐走向成熟。

国内微流控芯片发展

      大连理工大学的张传赞等人对带有十字沟槽的微流控芯片做了研究。台湾大学的Rean-Der China使用PMMA采用热压法和注塑法对微流控芯片进行对比性生产,热压法中影响复制质量的两个关键因素是使用的压力和热压温度。中科院化物所的周小锦等人通过研究,制成PMMA芯片。吉林大学的文伟力在国内外研究现状和存在问题进行深入分析的基础上,对芯片的热模压工艺、热键合工艺及芯片微通道几何尺寸检测等问题进行系统的研究,得出了微通道形状及尺寸等与工艺条件间的相互关系,为聚合物微流控芯片的制作打下了坚实的基础。浙江大学,朱迅等人对聚合物微流控芯片的激光加工技术的研究,具体分析了激光加工的特点,数控系统的组成和用户界面的设计,从聚合物材料特性和激光加工参数选择两方面对实验研究进行详细论述,为微流控芯片技术研究与产业化奠定基础。

微流控芯片发展


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