微流控芯片简介--ppt课件.ppt

Suzhou Wenhao Chip Technology Co., Ltd.苏州汶颢芯片科技有限公司1ppt课件 ：微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上， 自动完成分析全过程一、什么是微流控芯片Lab on a chip!2ppt课件微流控是一种精确控制和操控微尺度流体，尤其特指亚微米结构的技术 特别的，微意味着以下的特性：微小的容量（纳升，皮升，飞升级别）微小的体积低能量消耗装置本身占用体积小微流控利用对于微尺度下流体的控制，是一个包括了工程学，物理学，化学，微加工和生物工程的多交叉学科微流控在20世纪80年代兴起，并在DNA芯片，芯片实验室，微进样技术，微热力学技术得到了发展微流控研究的空间特征尺度范围在1微米(10-6米)至1毫米(10-3米)3ppt课件生物医学领域：可以使珍贵的生物样品和试剂消耗降低到微升甚至纳升级，而且分析速度成倍提高，成本成倍下降化学领域：它可以使以前需要在一个大实验室花大量样品、试剂和很多时间才能完成的分析和合成，将在一块小的芯片上花很少量样品和试剂以很短的时间同时完成大量实验分析化学领域：它可以使以前大的分析仪器变成平方厘米尺寸规模的分析仪，将大大节约资源和能源4ppt课件2004年，美国期刊《商务2.0》（Business2.0）的封面文章“七大新技术将改变一切”中第五种即是微流控芯片系统2006年Nature杂志就这种可能会成为“这一世纪的技术”推出专辑。

微流控芯片系统作为第三次产业革命“生物科技革命”的佼佼者正重演当初电子芯片的蓬勃发展态势，它必将改变人类将来的生活方式1995年全球第一家微流控芯片企业Caliper Technologies（现名：Caliper Life Sciences）在美国成立，一年即集资近千万美元，而后1999年成功上市，同年市值达到了7500万美元，并于2011年达到市值10亿美元 5ppt课件微流控芯片系统涉及领域极其广泛，包括疾病检测、生化分析、蛋白质检测、药物筛选、毒品检测、商品检验、环境监测、刑事科学、军事科学及航天科学等，覆盖人们生活的方方面面6ppt课件Nannan Ye,a   Jianhua Qin,*a   Weiwei Shi,a   Xin Liua and   Bingcheng Lin*a   Lab Chip, 2007,7, 1696-1704a 7ppt课件R.H. Liu, J.N. Yang, T. Lenigk, J. Bonanno, P. Grodzinski, Anal. Chem.76 (2004) 1824.几千元几十万元8ppt课件微流控芯片技术(Microfluidics)Micro：微小的 fluidics：应用流体学如何组成一套微芯片系统进样器芯片检测器9ppt课件进样器注射泵：工作时，单片机系统发出控制脉冲使步进电机旋转，而步进电机带动丝杆将旋转运动变成直线运动，推动注射器的活塞进行注射输液，实现高精度，平稳无脉动的液体传输。

恒压泵：恒流泵精准、耐用、输送流量稳定，连续可调有较高的压力和扬程，而且输送物质不与外界接触，防止污染，各种流量加液抽液有微量输送，也可作小型罐装用进样器10ppt课件电泳：带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动，称为电泳(electrophoresis, EP)利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术磁分选:处于磁场中的磁性物质或电流，会因为磁场的作用而感受到磁力，从而与其他不带磁性的物质进行分离热传导：热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一个系统的现象叫传热传热进样器11ppt课件进样器重力驱动:利用液体自重完成进样12ppt课件离心力驱动Centrifugal Microfluidics PlatformAnal. Chem. 2002, 74, 5569-557513ppt课件制备和反应：将常规的混合，加热等步骤，在芯片上通过液体的流路控制来实现微芯片Anal. Chem.2002, 74,1565-157114ppt课件培养：将常规的微生物、细胞、组织培养进行微型化，通过结构设计，把微通道变成培养皿，同时进行温度、湿度、气体浓度控制，实现生物培养功能15ppt课件分离：对通道内进行修饰或者外加驱动力，根据停留时间不同实现不同物质的分离，达到常规色谱或者电泳的分离效果。

16ppt课件光谱检测器：光谱仪( Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光)，但若通过光谱仪将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、X射线等等通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素检测器17ppt课件电化学检测器：以测量某一化学体系或试样的电响应为基础建立起来的一类分析方法它把测定的对象构成一个化学电池的组成部分，通过测量电池的某些物理量，如电位、电流、电导或电量等，求得物质的含量或测定某些电化学性质18ppt课件质谱显微成像19ppt课件从材料分有机聚合物芯片（PDMS PMMA PC等）玻璃芯片纸芯片其他 有哪些微流控芯片20ppt课件PDMS:聚二甲基硅氧烷作为一种高分子有机硅化合物，通常被称为有机硅具有光学透明，且在一般情况下，被认为是惰性，无毒，不易燃最广泛使用的硅为基础的有机聚合物材料，其运用包括在生物微机电中的微流道系统、填缝剂、润滑剂、保护剂等有哪些微流控芯片21ppt课件分为A(基本组分)，B(固化剂)两个组分混合均匀后加热固化固化后为透明软质材料优点：惰性，生物相容性，透明，易加工缺点：软，对蛋白质有吸附作用22ppt课件PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯） PC（聚碳酸酯）俗称有机玻璃，亚克力，透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种PMMA树脂是无毒环保的材料，可用于生产餐具，卫生洁具等，具有良好的化学稳定性、和耐候性，在破碎时不易产生尖锐的碎片有哪些微流控芯片23ppt课件PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。

PC高分子量树脂有很高的韧性，主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊原料为透明板材，通道加工有模具热压，机床切割加工等24ppt课件玻璃:硼硅酸盐玻璃：以 SiO2和B2O3 为主要成分，具有良好的耐热性和化学稳定性，用以制造烹饪器具、实验室仪器、金属焊封玻璃等硼酸盐玻璃以 B2O3为主要成分，熔融温度低，可抵抗钠蒸气腐蚀含稀土元素的硼酸盐玻璃折射率高、色散低，是一种新型光学玻璃磷酸盐玻璃以 P2O5为主要成分，折射率低、色散低，用于光学仪器中石英玻璃：SiO2含量大于99.5%，热膨胀系数低，耐高温，化学稳定性好，透紫外光和红外光，熔制温度高、粘度大，成型较难多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中钢化玻璃：属于安全玻璃钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等25ppt课件其他纸芯片金属芯片凝胶芯片等等26ppt课件微结构的形成1．经典的光刻技术Photolithograph procedures for making glass  template.  (a)  Spine  coating  of photoresist,  (b)  covered  with  photo mask, (c) exposure, (d) developing, (e) etching, and (f) removal of photoresist.• 适合硅、玻璃、石英等材料，与传统的半导体工业的方法一致。

• 分为湿法和干法两种，干法的分辨率较湿法高，相应的制造成本也高Analyst, 2004, 129, 305–308芯片制作与修饰27ppt课件2．模版浇注法（模塑法）Process overview for mass manufacturing of plastic microfluidic systems• 适合聚合物材料• 大批量生产时成本低Anal. Chem., 2002, 74, 78A-86A微结构的形成28ppt课件3．模版热压法Schematic representation of the fabrication method involving hotembossing  of  thermoplastic  polymer pellets and thermal bonding.• 适合热塑性聚合物Applied Physics Letters, 2002, 80, 3614-3616微结构的形成29ppt课件微结构的形成4．激光刻蚀法用激光直接在聚合物或玻璃上加热形成微结构.Anal. Chem., 1997, 69, 2035 -2042 汶颢芯片科技汶颢芯片科技30ppt课件对玻璃和石英材质刻蚀的微结构一般使用热键合方法，对玻璃和石英材质刻蚀的微结构一般使用热键合方法，将加工好的基片和相同材质的盖片洗净烘干对齐紧贴后平将加工好的基片和相同材质的盖片洗净烘干对齐紧贴后平放在高温炉中，在基片和盖片上下方各放一块抛光过的石放在高温炉中，在基片和盖片上下方各放一块抛光过的石墨板，在上面的石墨板上再压一块重墨板，在上面的石墨板上再压一块重0.5kg0.5kg的不锈钢块，的不锈钢块，在高温炉中加热键合。

玻璃芯片键合时，高温炉升温速度在高温炉中加热键合玻璃芯片键合时，高温炉升温速度为为1010o oC/C/分，在分，在620620o oC C时保温时保温3.53.5小时，再以小时，再以1010o oC/ C/ 分的速率分的速率降温石英芯片键合温度高达降温石英芯片键合温度高达10001000o oC C以上此方法对操作以上此方法对操作技术要求较高技术要求较高现代科学仪器，2001，4，8-121．热键合芯片的封装31ppt课件 在在玻玻璃璃、、石石英英与与硅硅片片的的封封接接中中已已广广泛泛采采用用阳阳极极键键合合的的方方法法即在键合过程中，施加电场，使键合温度低于软化点温度即在键合过程中，施加电场，使键合温度低于软化点温度 在在500-760500-760伏伏电电场场下下，，升升温温到到500oC500oC时时，，可可使使两两块块玻玻璃璃片片键键合合在在两两块块玻玻璃璃板板尚尚未未键键合合时时，，板板间间空空气气间间隙隙承承担担了了大大部部分分电电压压降降，，玻玻璃璃板板可可视视为为平平行行板板电电容容器器，，板板间间吸吸引引力力与与电电场场强强度度的的平平方方成成正正比比，，因因此此，，键键合合从从两两块块玻玻璃璃中中那那些些最最接接近近的的点点开开始始，，下下板板中中可可移移动动的的正正电电荷荷（（主主要要是是Na+Na+））与与上上板板中中的的负负电电荷荷中中和和，，生生成成一一层层氧氧化化物物（（正正是是这这层层过过渡渡层层，，使使两两块块玻玻璃璃板板封封接接）），，该该点点完完成成键键合合后后，，周周围围的的空空气气间间隙隙相相应应变变薄薄，，电电场场力力增增大大，，从从而而键合扩散开来，直至整块密合。

键合扩散开来，直至整块密合现代科学仪器，2001，4，8-122．阳极键合芯片的封装32ppt课件3．室温键合Anal. Chem. 2004, 76, 5597-5602汶颢芯片科技汶颢芯片科技33ppt课件4．贴合（等离子处理或者不处理） 将聚合物薄片直接覆将聚合物薄片直接覆盖在玻璃或石英板上盖在玻璃或石英板上 5．压合Schematic illustration of sealing and connection method. The top and bottom plates are pressed by a screw and holders.Anal. Chem. 2002, 74, 1724-1728芯片的封装34ppt课件表面修饰1．作为色谱固定相 coating of channel walls with something, e.g. octadecylsilanes, to create stationary phasesAnal. Chem. 2002, 74, 784-789Anal. Chem. 2003, 75, 64A-69A汶颢芯片科技汶颢芯片科技35ppt课件2．固定化酶 Schematic diagram of streptavidin-conjugated alkaline phosphatase bound to a supported lipid bilayer containing biotinylated lipids.Anal. Chem. 2002, 74, 379-385表面修饰36ppt课件3．固定化生物膜Langmuir 2003, 19, 1624-1631表面修饰37ppt课件4．亲水或疏水修饰Analyst 2004, 129, 284-287表面修饰38ppt课件超净间:超净间(Clean Room)，亦称为无尘室或清净室。

「超净间」是指将一定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、细菌等之污染物排除，并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给予特别设计之房间亦即是不论外在之空气条件如何变化，其室内均能俱有维持原先所设定要求之洁净度、温湿度及压力等性能之特性 超净间最主要之作用在于控制产品（如硅芯片等）所接触之大气的洁净度日及温湿度，使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造，此空间我们称之为「超净间」工业超净间工业超净间以无生命微粒的控制为对象主要控制空气尘埃微粒对工作对象的污染，内部一般保持正压状态 它适用于精密机械工业、电子工业（半导体、集成电路等）宇航工业、高纯度化学工业、原子能工业、光磁产品工业（光盘、胶片、磁带生产）LCD（液晶玻璃）、电脑硬盘、电脑磁头生产等多行业生物超净间生物超净间主要控制有生命微粒（细菌）与无生命微粒（尘埃）对工作对象的污染又可分为； A、 一般生物超净间，主要控制微生物（细菌）对象的污染同时其内部材料要能经受各种灭菌剂侵蚀，内部一般保证正压实质上其内部材料要能经受各种灭菌处理的工业超净间例：制药工业、医院（手术室、无菌病房）食品、化妆品、饮料产品生产、动物实验室、理化检验室、血站等。

B、 生物学安全超净间：主要控制工作对象的有生命微粒对外界和人的污染内部要保持与大气的负压例：细菌学、生物学、洁净实验室、物物工程（重组基因、疫苗制备）需要什么条件39ppt课件光刻机:光刻机/紫外曝光机（Mask Aligner) 又名：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等常用的光刻机是掩膜对准光刻，所以叫 Mask Alignment System.一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、等工序Photolithography（光刻） 意思是用光来制作一个图形（工艺）；在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程40ppt课件等离子清洗机(plasma cleaner):也叫等离子表面处理仪，是一种全新的高科技技术，利用等离子体来达到常规清洗方法无法达到的效果等离子体是物质的一种状态，也叫做物质的第四态对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子状态等离子体的“活性”组分包括：离子、电子、活性基团、激发态的核素（亚稳态）、光子等等离子清洗机就是通过利用这些活性组分的性质来处理样品表面，从而实现清洁等目的。

41ppt课件数控机床:是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品42ppt课件注射泵：注射泵由步进电机及其驱动器、丝杆和支架等构成，具有往复移动的丝杆、螺母，因此也称为丝杆泵螺母与注射器的活塞相连，注射器里盛放药液，实现高精度，平稳无脉动的液体传输43ppt课件Suzhou Wenhao Chip Technology Co., Ltd.苏州汶颢芯片科技有限公司祝你成功！44ppt课件。