微流控芯片實驗室整體解決方案
微流控(Microfluidics)指的是使用微管道(微米級尺寸)處理或操縱微小流體,是一門涉及化學、流體物理、微電子、新材料、生物學和生物醫(yī)學工程的新興交叉學科。因為具有微型化、集成化等特征,微流控裝置通常被稱為微流控芯片,也被稱為芯片實驗室(Lab on a Chip)和微全分析系統(tǒng)(micro-Total Analytical System(μTAS))。目前,微流控被認為在生物醫(yī)學研究中具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V泛的應用前景。
1、什么是微流控技術
微流控芯片又被稱為芯片實驗室或全分析系統(tǒng)。簡單的微流芯片由一個微型溝道和與之相連的進樣口和出樣口組成,溝道截面的幾何尺寸一般在幾十到幾百微米的之間,溝道長度則可在幾毫米到幾厘米之間。稍復雜一點的芯片可集成微反應池、微混合器和微分離結構;更強功能的芯片則可集成微泵、微閥、微探測器等功能單元。由于體積小、可集成度高、成本低且可大批量生產。因此,微流控芯片在分析化學、生物醫(yī)學、疾病診斷、藥物篩選等領域有廣泛的應用。
2、微流控技術的基本特征
①層流:以水為介質的雷諾系數(shù)小于 10,兩股或多股流體傾向于并排前進,在微小空間內實現(xiàn)對樣品的控制。
②傳質:依靠擴散進行層與層之間的傳質,層流中的擴散傳質速度較慢。
③電滲:流速大小可以由外電場線性調節(jié),流體前沿為扁平狀獲得較高分離效率,重要應用領域在芯片電泳實驗中。
④傳熱:微通道比表面積大傳熱迅速,有利于放熱體系的溫度控制。
⑤相變:體系微小很容易產生過冷水,在流動狀態(tài)中過冷水可以穩(wěn)定存在。
微流控芯片整體實驗室組建:
微流控芯片加工實驗室通常要求在潔凈環(huán)境中,杭州華盼科技根據(jù)客戶使用要求和預算推薦合適的實驗室潔凈等級(100級、1000 級、10000 級、100000 級),根據(jù)客戶需求和場地條件設置具體的功能區(qū)域,以滿足客戶的實驗需求。華盼科技能夠提供完整的潔凈室搭建方案,包括實驗室規(guī)劃設計、實驗室主體結構裝修、通風-凈化系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、照明-動力系統(tǒng)、安全-配套系統(tǒng)、實驗室家具等。
微流控芯片整體實驗室主要是由下列各項所組成:
1. 實驗室主體結構裝修:包括墻體隔斷工程、吊頂工程、地面工程等,安全、環(huán)保、靈活性強、重組利用率高;
2. 通風-凈化系統(tǒng):包括送風系統(tǒng)和排風系統(tǒng),滿足各級潔凈室通風凈化需求,提供安全、舒適、綠色環(huán)保的工作環(huán)境;
3. 供氣系統(tǒng):包括氧氣、氮氣、氫氣、二氧化碳等,滿足實驗室各種用氣需求的同時保證了安全性和操作管理便捷性;
4. 照明-動力系統(tǒng):提供暗室、黃光燈、紫外燈、日光燈等照明系統(tǒng)設計安裝和兩相、三相電氣系統(tǒng)布線安調等;
5. 安全-配套系統(tǒng):包括緊急沖淋裝置、洗眼器、安全防爆柜、原子吸收罩、萬向抽氣罩等,為實驗室安全防護提供多重保障;
6. 實驗室家具:包括實驗臺、通風柜、超凈工作臺、試劑柜、生物安全柜、更衣柜、鞋柜等各種實驗室家具。
微流控芯片實驗室配套儀器設備:
表1:各加工實驗室常用儀器設備列表
光刻實驗室 |
軟注塑實驗室 |
封合實驗室 |
檢測實驗室 |
光刻機 |
真空脫泡機 |
真空熱壓機 |
光學顯微鏡 |
勻膠機 |
恒溫鼓風干燥箱 |
等離子清洗機 |
臺階儀 |
烘膠臺 |
批量注塑機 |
真空氣氛電爐 |
膜厚儀 |
搖床 |
臺式打孔器 |
超凈工作臺 |
接觸角測量儀 |
通風櫥 |
臺式切割機 |
精密拋光機 |
注射泵、恒壓泵 |
表2:生物、化學和材料三大應用實驗室常用儀器設備列表
生物實驗室 |
化學實驗室 |
材料實驗室 |
倒置熒光顯微鏡 |
紫外分光光度計 |
精密拋光機 |
高速離心機 |
原子吸收分光光度計 |
超聲波測厚儀 |
生化培養(yǎng)箱 |
超聲波清洗機 |
千分尺 |
超低溫冰箱 |
微量移液器 |
耐壓測試儀 |
生物安全柜 |
分析天平 |
體視顯微鏡 |
基因擴增(PCR)儀 |
旋轉蒸發(fā)儀 |
正置顯微鏡 |
凝膠電泳儀 |
超純水機 |
工業(yè)CCD |
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