微流控晶元材料如何選擇及優缺點分析
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1.常用的晶元材質
微流控晶元材質有:玻璃、矽片、紙、PDMS、高分子聚合物等。
2.微流控晶元材料如何選擇
微流控晶元選材原則:
①晶元材料與晶元實驗室的工作介質之間要有良好的化學和生物相容性,不發生反應;
②晶元材料應有很好的電絕緣性和散熱性;
③晶元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;
④晶元材料應具有良好的光學性能,對檢測信號干擾小或無干擾;
⑤晶元的製作工藝簡單,材料及製作成本低廉。
3.各種製備微流控晶元的材料優缺點分析
硅材料
優點
·具有良好的化學惰性和熱穩定性
·良好的光潔度,加工工藝成熟
·可用於製作聚合物晶元的模具等(汶顥股份提供矽片注塑模具、PDMS注塑模具等晶元注塑模具)
缺點
·易碎,價格貴
·不能透過紫外光
·電絕緣性能不夠好
·表面化學行為較複雜
微流控硅晶元材質圖
玻璃石英材料
優點
·很好的電滲性質和光學性質
·有利於化學方法進行表面改性
·可用光刻和蝕刻技術進行加工(汶顥股份提供微流控晶元加工及相關工藝、技術輸出)
缺點
·難以得到深寬比大的通道
·加工成本較高
·封接難度較大
微流控玻璃晶元材質圖
有機高分子聚合物材料(PMMA等)
優點
·成本低,品種多樣,價格低廉適合大量生產
·可通過可見光與紫外光
·可用化學方法進行表面改性
·易加工得到寬深比大的通道
缺點
·不耐高溫
·導熱係數低
·表面改性的方法尚不夠成熟
微流控高分子聚合物晶元材料
紙質晶元材料
優點:
·較硅、玻璃等材質,紙的成本低
·無需模板,結構設計不受約束
·分析系統易微型化、便攜化。無需外置驅動泵,紙張可摺疊,易保存和運輸
·生物兼容性好。濾紙主要成本為纖維素,可固定酶、蛋白質和DNA等生物大分子
·檢測背景低。紙張通常是白色,有利於在紙晶元上開展比色分析
·後處理簡單,無污染,可通過簡單安全的燃燒方式進行處理
缺點:
·樣本殘留在紙通道中和樣品在運輸過程中的蒸發導致樣品利用率降低。
·對於一些具有低表面張力的樣本,疏水區不一定有足夠的疏水性,樣本可能會發生滲漏。
·結合傳統的比色法,對於太低濃度的樣本分析紙晶元無法檢測。
汶顥股份(http://www.whchip.com)提供所有材質(常見有:PDMS、PMMA、玻璃、硅、金屬、紙等)微流控晶元設計及加工服務。汶顥提供微流控晶元實驗室的整體組建及技術培訓服務。
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