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| 探索实现微流体的挑战和优势进入试管设备 | |||
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小型化已成为一种解决需要更快的分析物的分析小样本和试剂卷。 扩展功能的微米和亚微米水平最初开发微电子在1950年代末。 但应用试管和分析应用程序直到1970年代末才意识到,当硅技术扩展到机械微器件,如泵、盖茨、阀门、和混合室。 这些微器件被称为微机电系统,或微机电系统。
在1980年代和1990年代,其他组件被添加到光学和机械等MEMS传感器。 开发新材料,主要是塑料,减少生产成本和提高MEMS的强度。 这些新微器件取决于微流体移动液体通过它们来执行特定的功能。
微流体的方法移动小卷(小于1毫升)的液体通过渠道等微观结构,阀门,和盖茨。 微流控设备包括流体控制设备、喷墨印刷、气体和液体测量设备,医疗设备,如植入式药泵。 试管和分析包括核酸和蛋白质微阵列微流控设备,和设备为特定的生化和免疫测定的应用程序而设计的。
在2006年,所有的市场微观?射流设备生成approxi?mately 40亿美元的收入。 预计到2010年,这个市场将增长至63亿美元,平均年增长率为12%。 微流控设备在医学和生命科学的销售市场在3.75亿年约3.75亿美元。 这个细分市场预计将以每年25%的速度增长到8亿年的8亿美元。 微流控设备在医学应用的增加比例从2006年的8%到2010年的13%的增长将主要是由于微流控的诊断和分析应用程序。
微流体基本知识
微流体提供了另一种方法进行分子诊断测量和分析临床诊断、药物发现、筛选、环境分析、食品检测。 主要的区别是,微流控分析只需要单位nanoliters样本体积。 这种区别会导致如下:保护样品和试剂,降低液体使用,处理,和浪费,快速混合和反应(从几秒到几分钟),潜力较高的检测灵敏度和吞吐量(如。 多路复用,裁剪,许多样品每化验或多个化验样本),更小,更容易使用系统,节约成本。 然而,微流体本身并不能增加以外的灵敏度分析的内在敏感性和较低的改善样品的测定分析物浓度。
微流控设备包括以下基本特征:渠道流体移动,盖茨和阀门调节流量的方向,和一个力量或压力,提供的能量将流体通过的渠道。
通道长度和宽度可以变化作为阀门和搅拌机。 例如,如果一个通道的直径变小,需要更多的压力将液体从大到小的通道。
微流控阀的两种基本类型是被动和主动。 被动microvalves控制液体流动的nonmechanical手段,操纵阀和几何形状,以加速或者减速流。
还可以用于被动microvalves试剂混合等功能。 例如, 图1 演示了一个帽阀接受、混合和导演两流体流LabCD微流体磁盘。 图2演示了一个蛇形通道被动混合在同一盘。 蛇形通道也可以延长时间试剂反应室。
活动microvalves pressure-activated机械设备,修改流体通过阀门的流量。 活跃microvalves包含组件共同所有阀门:身体,阀座操纵流体(打开、关闭或梯度),和一个执行机构控制阀座的位置。 致动器在一个活跃的microvalve是最重要的组件,决定了microvalve的功能和可靠性。 活跃microvalves可以数字(开启和关闭)或模拟(比例流量控制)。
力量是必需的流体通过一个微流控装置。 力可以通过使用机械、磁或电水泵。 1 力也可以交付的液体通过移动设备使用离心力,如旋转aparatus。 后者是LabCD的基础。
制作微流控设备使用方法如光刻、化学气相沉积、微加工、软压花设计开发的基本设备。 这个设计可以开发模具的基础,可用于注塑等生产运行的应用方法。 注塑结合专业但廉价的塑料(如。 ,polymeth?丙烯酸酯、聚碳酸酯和保利?砜)可以产生成千上万的设备与高重现性较低的单位成本在生产运行。
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