中國微流控芯片行業全景調研及前景趨勢報告
——微流控芯片技術是指把生物、化學、醫學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上,并且能夠自動完成分析全過程的一項技術。微流控芯片是微流控技術的下游應用單元,是當前微全分析系統領域發展的重點。通過微型電子機械系統(MEMS)技術,微流控芯片能夠在固體芯片表面構建微型生物化學分析系統,快速、準確地實現對蛋白質、核酸以及其他特定目標對象的處理和檢測,被業界譽為“芯片實驗室”。
設計和加工微流控芯片是研究的基礎所在。根據具體的研究以及實驗所需要分析的目的,微流控芯片的結構迥異。主體結構分為上下兩層片基,由 PMMA、PDMS、玻璃等材料所制成,其中包括了微通道,微結構、進樣口,檢測窗等結構單元構成。外圍設備有蠕動泵、微量注射泵、溫控系統、以及紫外、熒光、電化學、色譜等檢測部件。由于需要驅動和控制微流體的流動,以及對于溫度和自動化的控制等因素,制作時需要在微流控芯片上安置電器設備,這也是微流控芯片的必要部分。
有鑒于此,微流控芯片技術對于材料的選擇需要滿足以下原則:(1)芯片材料所需要的介質應有足夠的化學和生物相容性,不能發生反應,否則會對芯片造成損害。(2)芯片材料具有電絕緣性和散熱性,以便于更好進行作業。(3)芯片材料對于檢測信號的干擾程度小,或者沒有干擾。(4)制作的程序簡單,材料便于獲得,制作成本低。(5)芯片材料應具有良好的可修飾性,可產生電滲流或固載生物大分子。目前市場上常見的微流控芯片材料有硅材料、玻璃石英材料、有機高分子聚合物材料和紙質芯片材料。
——作為生物、化學、醫學、流體、電子、材料、機械等交叉學科而興起的研究熱點,微流控芯片相比于一般的檢測技術,具有高分析效率、高精確度、集成化、通量靈活化、自動化和節能環保等優勢。
微流控芯片相比于常規診斷技術最顯著的優勢就是檢驗的高效率和高度自動化,微流控芯片的通道中,介質傳導傳熱效率極高,一般高于宏觀實驗方法一到兩個數量級。在 PCR 檢驗領域,相比傳統的 PCR 檢驗,現有的微流控芯片能夠將診斷檢測過程縮短至最低 10-15 分鐘。例如,Fluidigm 的微流控基因分析系統 Biomark? HD 可以 4 個小時自動同時分析 96 個樣本和每個樣本的 96 個位點進行高通量 PCR 檢驗,快速生成近萬個數據點。
此外,微流控芯片靈敏度高,分析精確度高。比如,硅制的確定性側向位移芯片,直徑大小范圍為 25至 235nm,可分離 20 至 110nm 之間的生物顆粒。與之前公認的最精密的芯片粒子分離技術相比,該納米級生物粒子分離技術的分離孔徑要小 50 倍,這意味著檢測精度也將提高 50 倍。
微流控芯片采用微加工機技術,將所需要的微通道集成到一塊基板上面,并能夠形成微通道網絡,因此不僅體積微小只有方寸大小,而且網絡狀的微結構比較簡單。一般傳統的反應器內部動力元件較多、結構復雜、加工要求高,相對于常規的機械加工反應器,微流控芯片的加工更加簡便、經濟。如今,體外診斷為了追求更廣泛的應用場景,比如家庭、野外和社區醫院等等,追求微流控體外診斷產品的小型化和輕便化會成為未來醫療的主流。
此外,微流控芯片對于樣液的需求量比常規檢測方法要少的多,只需要數微升,因此整體很大程度的降低了珍貴樣品液與檢測液的消耗和能源的消耗,而且更加環保符合當下社會綠色低碳的環保思想,將會成為未來分析實驗的主流分析平臺。由于所需要的劑量小,微流控芯片能夠節約產品成本以及保障了安全性。
共研網發布的《2024-2030年中國微流控芯片行業全景調研及前景趨勢報告》報告中的資料和數據來源于對行業公開信息的分析、對業內資深人士和相關企業高管的深度訪談,以及共研分析師綜合以上內容作出的專業性判斷和評價。分析內容中運用共研自主建立的產業分析模型,并結合市場分析、行業分析和廠商分析,能夠反映當前市場現狀,趨勢和規律,是企業布局煤炭綜采設備后市場服務行業的重要決策參考依據。
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