微流控芯片的案例
基于微流控芯片的組織合成
(b).微流控腦三維網絡結構模型
圖7.基于微流控芯片的傷口愈合模型和傷口敷料篩選
(a).細胞共培育和傷口選擇性產生的微流控傷口模型
(b).基于微流控芯片的傷口敷料篩選模型
(c).細菌纖維素傷口敷料在微流控芯片上的評估
(d).納米抗菌敷料的制備過程示意圖
(e).抗菌金納米粒子的合成過程及其在促進傷口愈合中的應用
圖8.基于微流控芯片的藥物篩選
(a).在微流控芯片上研究GNC-siRNA抑制胰腺癌發展
(b).可以同時產生流體剪切力和循環拉伸力的微流控芯片示意圖
(c).早期動脈粥樣硬化模型的構建及藥物篩選
【小結】
在這篇綜述中，作者強調了基于微流控芯片的組織合成的概念，并總結了近年來通過微流控芯片技術來合成組織的相關進展。
展開 微流控芯片（轉載）
簡介
微流控芯片技術規模繼承的特點使得其對個體生物信息進行高速，并行采集和分析成為可能，是現 代生物科學的一個重要信息采集和處理平臺，為生命領域研究提供技術支撐和操作平臺。利用微流控芯 片規模集成、微尺度熱傳質效應、可控微流體、類仿生空間微結構等特點，目前微流控芯片技術已經在 生物基因工程、疾病診斷和藥物研究、細胞分析、生物分子間相互作用等領域取得了顯著的成果。
分類
A、生物基因工程
生物基因工程主要基于核酸分子雜交技術，該技術也是生物微芯片技術（基因芯片，DNA芯片）的 起源。 一般通過在芯片表面固定高密度的設計好的寡聚核苷酸或cDNA序列點陣，標記熒光探針進行核 酸雜交， 通過激光共聚焦掃描顯微鏡/CCD熒光顯微鏡等設備分析雜交熒光 信號，進而獲得核苷酸配對 序列信息。 基因芯片被廣泛應用于大規模的基因測序和基因診斷技術，讓我們能從基因層面上了解生命 活動現象。
B、疾病診斷和藥物研究 隨著微流控芯片技術的不斷發展，生物芯片技術不局限于高通量的點陣芯片， 漸漸發展成融合生物 樣本處理純化、反應標記及檢測等多個實驗步驟的功能化生物芯片，從而擴大在疾病診斷和藥物研究等 領域的應用
C、細胞分析 在生命科學領域里，對細胞組分形態變化和生命活動分析一直是研究 生命現象的重要方法。微流控 芯片類仿生空間微結構的特性為細胞培養， 單細胞捕捉等提供了非常良好的操作平臺，并使得集成化的 細胞研究成 為可能，諸如細胞進樣、培養、分選、裂解和分離檢測等過程可在一塊 芯片上完成。
D、生物分子間相互作用 生物分子間的相互作用是研究生命現象的基礎，涉及各類小分子化合物、多肽、蛋白質、寡核苷酸 和寡聚糖直至類脂、噬菌體、病毒和細胞的生物體系研究。
展開 高通量表面張力限制液滴陣列微流控
隨著微流控技術的迅猛發展，微流控領域出現了眾多具有創新意義的新技術，如表面張力限制的液滴微流控技術。表面張力限制的液滴微流控技術在生物醫藥和材料合成等方面具有非常廣泛的應用，使用簡便而有效的方法制備出均勻性良好的液滴陣列也是近年來的研究熱點之一。近日，上海大學的巫金波教授團隊通過表面親疏水的差異將微米級尺寸的液滴固定在基片表面，制備出不同形狀、尺寸的液滴陣列，并利用液滴陣列進行單細胞的培養與觀測。
傳統的液滴微流控技術多是基于復雜的三維立體通道結構的微流控芯片，制備工藝復雜、儀器精度要求高且價格昂貴。表面張力限制的液滴微流控技術與傳統液滴微流控技術最大的不同點在于前者基于對表面張力的控制，從而實現對液滴的操控，如液滴的生成及運動，而后者是基于對三維微通道結構的設計，從而實現液滴的分裂、運動及融合。相應地，基于表面張力的液滴微流控技術只需要對平臺表面進行選擇性的化學改性或者物理作用，使平臺表面的不同區域對液體的表面張力發生變化，產生具有親疏水性的通道或陣列圖案。通過改變圖案尺寸或調節液滴產生過程中的各項參數，他們就能夠實現對液滴尺寸及形貌的調控，對需要精確定量的化學或生物反應而言是巨大的優勢。但就目前發展情況而言，這一技術仍存在一定的挑戰和困難——微小體量的液滴揮發速率極快，如何確保液滴體積的穩定性并利用液滴陣列進行材料的合成或細胞培養仍需要進一步的探索。
上海大學的巫金波教授團隊在具有疏水性質的基片表面構建了親水圖案，當把水溶液（如熒光溶液、細胞培養液等）和油液依次分別添加到基片表面時，通過滑動玻璃蓋片的方法，親水區域的水溶液會得到保留，而疏水區域會被油液所侵占，從而成功地制備出形狀規則、尺寸均一、排布整齊的皮升量級的油蓋水型液滴陣列。整個過程只需短短的5秒鐘便可制備出一萬多個體積為31皮升左右的液滴，液滴生成的通量達到3 kHz。
展開 維也納理工大學用雙光子聚合3D打印技術制造器官芯片中的人工胎盤
總體來說，傳統的微流控芯片制造技術屬于勞動密集型的產業，將3D打印技術用于制造微流控生物芯片可以在幾個小時內實現微型流體通道的快速制造，有利于設計的快速迭代，提高了基于微流控研究的跨學科性，并加速創新。目前，3D打印技術在微流控芯片制造中的應用尚處于早期階段，其應用以芯片研發、設計驗證為主。
微流控——芯片內部冷卻
令人驚訝的是，該芯片僅使用室溫水就能夠達到這一水平。通過歧管輸送。該實驗表明，與傳統冷板相比，結點到入口的熱阻降低了 44%，每瓦使用的冷卻液量是其三十分之一。使用標準基準程序評估性能。
這是首次直接在標準消費類CPU上創建微流控通道，并在有源CMOS器件上通過微流控冷卻實現了最高的功率密度。該小組在IEEE Xplore上報告說，結果表明，在不需要能源密集型制冷系統的情況下，可以更有效地運行數據中心。芯片制造商所需要的只是批量生產帶有蝕刻微引腳的處理器，并將它們包裝在歧管上，以代替通常的散熱器蓋。如果像臺積電這樣的晶圓代工廠能夠為他們的芯片提供內置的液體冷卻，那將改變采用的動態。Alissa說，這也將使該技術能夠進一步突破界限。“使用冷板，你可能會得到40°C（104°F）的水，但使用微流體，你可能會有80°C（176°F）或更高的水從這些芯片中流出，因為冷卻劑非常接近活動核心，”他說。“這顯然提高了效率和熱回收效益，同時降低了對流速的要求。”
03
微流控的未來
Alissa說，“微流體有兩種主要類型，在商業芯片中蝕刻通道：“去買芯片，進行蝕刻，你就完成了。這種方法的更完整版本是讓代工廠在芯片到達消費者之前進行蝕刻 - 因為不是每個人都想利用處理器的背面并用酸攻擊它。除此之外，還有 Alissa 所說的“更重的觸摸”方法。在這種情況下，您可以“在鑄造廠盡早攔截并開始構建 3D 結構”。他指的是多孔芯片，這些芯片將組件堆疊在一起，中間層有冷卻劑通道。這是基于Matioli在洛桑使用的方法的發展。正如 Alissa 所說，“這有望帶來更多，但顯然，這是更多的工作。
展開 COMSOL淺談流體聚焦（水力聚焦）
[3] 宋飛飛,馬玉婷,吳云良等.基于逆流鞘液的微流控芯片設計及流場分析[J].實驗室研究與探索,2020,39(04):29-32.
文章來源：comsol實例解析
基于comsol的生物芯片微流體物質擴散分析 ￥1480
</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p>微流控芯片技術規模繼承的特點使得其對個體生物信息進行高速，并行采集和分析成為可能，是現 代生物科學的一個重要信息采集和處理平臺，為生命領域研究提供技術支撐和操作平臺。利用微流控芯 片規模集成、微尺度熱傳質效應、可控微流體、類仿生空間微結構等特點，目前微流控芯片技術已經在 生物基因工程、疾病診斷和藥物研究、細胞分析、生物分子間相互作用等領域取得了顯著的成果。<img src="https://img.jishulink.com/upload/201909/a9a8c6be08f9487b85abd6652b821adf.gif" alt="Untitled.gif"></p><p><br></p><p>隨著微流控芯片技術的不斷發展，生物芯片技術不局限于高通量的點陣芯片， 漸漸發展成融合生物 樣本處理純化、反應標記及檢測等多個實驗步驟的功能化生物芯片，從而擴大在疾病診斷和藥物研究等 領域的應用</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201903/c6942914ead9479bb4462c747ae363b4.png"></p><p><br></p><p><br></p><p>本模型是整個微流體芯片種的一部分，描述了多個入口通入不同藥液后再通道內的混合和分布。
展開 “器官芯片”：開啟個性化醫療時代
除了實現對人類的個性化醫療，器官芯片還有一個明顯的好處，便是藥物測試。這一點，對動物試驗的改變將是革命性的。
一直以來，人們都是通過動物來試藥，暫且不論用動物做藥物測試是否人道。從實驗準確性的角度來講，盡管動物與人類共享的基因比例高達99%，但剩下的1%，仍然會造成極大的變量，從而導致兩個物種之間產生巨大的生理差異。同一種藥物，在動物體內和人體內的反應可能是截然不同的。即便是極小的表達差異，也會隨著藥物研發進程的推進而被不斷放大，最終導致整個項目的失敗。
“器官芯片”因為更接近人體，能夠更加有效地用于藥物測試，10月11日，《科學進展》上就報告了一種在微流控芯片上制作神經元和肌肉組織的3D方法，借助這種芯片，科學家可以替“漸凍人”試新藥。
仿真性、成本、連接……器官芯片要面臨的問題
器官芯片的概念提出已久，產業化的進程卻十分緩慢，探究其中原因，大致可以分為三點。
首先，即使是最先進的器官芯片，也無法完全代表活體器官的功能。畢竟，所有的器官都不可能脫離機體單獨存在。雖然化整為零具有建設性的意義，但整體大于部分，僅依靠器官芯片是無法復制疾病機體的，尤其是內分泌環境所導致一系列功能變化。
因此，我們必須考慮人體這個整體的關聯性，在這方面，我們可以利用單個芯片組成一個高集成度的3D組織器官微流控芯片系統。大連理工大學的研究團隊就研發出了這樣的芯片系統，該芯片系統由多種模塊自上而下依次疊加構成，集成了腸、血管、肝、腫瘤、心、肺、肌肉和腎等細胞或組織，并有“消化液”,“血液”和“尿液”貫穿其中。
如此，器官芯片就像一個積木，將所有的積木堆積起來，就能最大程度地打造一個“人體建筑”，還原人體內功能環境，并實現藥物測試等作用。
其次，器官芯片仍是一個成長中的技術，產業鏈的不成熟將導致成本增加。
展開 東南大學趙遠錦教授《Science》子刊：光控程序化浸潤性微流控芯片
其中，潤滑液灌注的超滑多孔表面由于能夠穩定無缺陷的排斥各種液體而備受矚目，尤其是近年來開發出的可動態調節表面液滴運動狀態的浸潤性可控表面更是進一步拓寬了超滑多孔表面在各領域的應用。然而，盡管有著不錯的發展、進步，浸潤性可調控的超滑表面始終受限于接觸式的調控方法。此外，基于現有的方法想要獲得能夠靈活、可程序性構建液滴滑動路徑的超滑表面，是難以實現的。因此，如何構建一種能夠非接觸式操控液滴的、可程序化調控浸潤性的超滑多孔表面，對于微流體技術具有革命性的意義。
日前，東南大學趙遠錦教授課題組通過在三維石墨烯海綿多孔結構中灌注石蠟，利用石墨烯的光熱響應性與石蠟的相變特性，近紅外光的照射下實現了材料表面粗糙與超滑屬性之間動態、可逆的轉換。該過程中，當石蠟被加熱至熔化時，液滴可以沿著超滑液體表面向下滑動；而當光照關閉石蠟處于固態時，液滴則會固定在粗糙固體表面，從而實現了表面可逆的浸潤性調控。值得一提的是，通過掩模板對光路的圖案化隔斷，能夠進一步構建材料表面的液滴滑動路徑，而達到在材料表面對液滴進行精準的非接觸性操控的目的。這一設計具有良好的可重復性、快速響應性以及便捷而高效的可調控性，不僅可以應用于微孔板、微陣列精準加樣中，還可以作為血型篩查的微流控微反應器，在生物醫學等領域具有重要應用價值。
相關結果發表在Science Advances（2018, 4, eaat7392）上，這也是近一年以來，趙遠錦教授作為通訊作者在Science旗下子刊上發表的第四篇論文。研究工作得到了國家優秀青年科學基金、國家自然科學基金NASF聯合基金重點支持項目等項目的資助。
來源：高分子科學前沿
展開 采用電解預刻蝕實現高界面結合強度的 鎳/鋼微流控芯片模芯
這種 pcb 板怎么用 comsol 建模呢
東南大學葛麗芹教授團隊：基于層層自組裝生物涂層研制類器官芯片，便于細胞的高效分選、捕獲和按需釋放
基于人的活細胞和生理相關微環境的集成，類器官芯片可以模擬器官水平的功能，這些功能對于生理穩態和復雜疾病過程至關重要，有望補充和減少藥物相關的動物實驗工作。同時，類器官芯片也為體外檢測化學品、環境材料和消耗品的副作用提供了良好的平臺。因此，處理好細胞水平與芯片材料之間的關系，對于提高芯片的工作效率就顯得尤為重要。例如，用于單細胞分析的工程微流控芯片，用于分析脂質抑制活性的脂肪細胞微細胞模式芯片，以及用于灌注細胞培養的重力誘導單向流動微流控芯片。其中，從復雜的組織環境或混合細胞群中篩選并獲得所需的靶細胞（包括稀有細胞），對于細胞分子生物學基礎研究、干細胞在臨床治療中的應用以及包括癌癥在內的多種疾病的診斷具有重要意義。由于傳統物理方法對細胞的損傷較大，且目前商用的分選儀器和磁性活細胞分選技術耗時長、成本高、步驟繁瑣且需要專業技術人員操作，也會對細胞造成一定的損害。因此，設計便于細胞分選和捕獲且保持細胞高活力的生物材料一直是生物醫學“智能”細胞培養應用領域（如細胞治療和組織工程）的迫切需求。
近日，東南大學生物科學與醫學工程學院葛麗芹教授課題組和具有多年微流控芯片制造經驗的陳早早副教授合作，基于生物粘附/抗粘附原理，通過層層自組裝方法研制出了一種集自修復和抗氧化功能于一身的類器官生物涂層芯片，用于細胞分選、捕獲和按需釋放。這種微流控輔助的涂層芯片能維持高細胞活性。與上述方法相比，這種用于指導細胞行為的芯片具有快速、簡單、多功能單元自由組合等優點，此設計方法為構建可控功能性表面的生物相容性平臺提供了新思路。
展開 
北大南昌院：極端條件下高性能均熱板與微流道散熱技術研究新突破
圖4 硅基均熱板和陶瓷均熱板
微通道散熱器因其卓越的熱管理性能，在相控陣雷達系統中得到廣泛應用，尤其在軍事、航空和航天領域展現出巨大潛力。據前瞻產業研究院的報告預測，該市場規模有望在2025年增長到67億元人民幣。目前聯合實驗室正研制的微通道散熱器，如圖5所示，基底采用易與芯片集成的硅片與陶瓷材料，具備高效散熱、制備工藝簡單、低流動阻力、流量分配均勻及耐腐蝕等特點。所研制的微通道散熱器，針對高功率密度電子設備日益增長的散熱需求，能有效解決芯片封裝時由于溫度差導致芯片脫焊、熱應力集中等問題，為電子設備和系統提供持久穩定的散熱保障。
圖5 陶瓷微通道散熱器和硅基微通道散熱器
微流控芯片技術通過在微小尺度上精確控制流體流動，為醫學、化學及生物學等領域的研究應用提供了強大的支持，預計市場規模(2024)達79.5億美元。目前聯合實驗室研發的微流控制備微球技術，實現了多流道的集成與一體化成型，如圖6所示，流道結構精細且獨特，最小流道寬度達到了驚人的30μm。同時可實現微流控芯片批量化及定制化生產，能顯著降低微球制備的成本并提高微球的生產效率。
圖6 3D打印微流控
"第二屆熱管理材料技術博覽會”（iTherMEXPO2024）將于2024年11月6-8日在深圳國際會展中心7號館舉辦，將高效呈現熱管理產業鏈的一站式價值對接平臺，以滿足和促進熱管理行業各單位交流、合作和共贏發展。
展開 北航馮林課題組《Lab on a chip》封面文章：基于多模態聲驅微氣泡的多功能微對象操控研究
現代生物技術常常利用可調節的三維操控手段來實現在生物學領域和醫學領域中對微納米尺度的生物樣品的控制與應用，例如細胞分析、細胞微手術和藥物遞送等。其中，為了提高潛在生物醫學應用效率或滿足一些涉及到復雜技術的應用需求，迫切需要在微流控裝置中對微對象實現可控的多功能操控，如運輸、捕獲、旋轉等模式。然而，固定的設計和驅動模式使其難以在一個單一的設備有效地實現多功能切換。
近日，北京航空航天大學機械工程學院仿生與微納研究所馮林副教授等研發了一種基于聲驅微氣泡的模態可切換的多功能微操控系統，該系統能夠在微流控芯片內實現可控且高效的微對象運輸、三維旋轉和公轉等操控模式（圖一）。
圖一基于聲驅振蕩微氣泡陣列的多模態操控系統示意圖
通過采用面投影微立體光刻3D打印技術（nanoArch S140，摩方精密），研究團隊設計制造了一種帶有底面微孔陣列（直徑100μm、深度100μm）的微流控芯片。由于液體存在表面張力，當液體通入微流道并流過底面微孔時，可以形成具有近似尺寸的微型氣泡。當超聲發生裝置所形成的超聲信號傳遞到微流道中，可以激勵微型氣泡膜振蕩形成聲微流。
圖二聲驅微氣泡的理論模態與有限元仿真結果
基于所設計結構內氣泡界面的相對靈活性，該裝置可以在僅調節驅動頻率而不改變壓電換能器數量與氣泡陣列設計的情況下切換微型氣泡的振蕩模式，進而實現對單獨或群體生物樣本的多功能操控（圖三）。由于聲場的驅動特性，該裝置可以有效操控幾微米到幾百微米的不同生物樣本，包括微顆粒、細胞、綠眼蟲、螺旋藻等。此外，利用平面外旋轉模式的運動特點，研究團隊實現了對細胞樣本的三維重建，從而實現多視角的形態學復現與基本參數的測量估計。
展開 高分辨率生物3D打印機
可以在通用支架的幫助下將細胞培養板、培養皿或帶玻璃底的微流控芯片插入機器。結合臺式孵化系統，在打印過程中可以控制自然溫度、濕度和CO2條件。
△高分辨率生物打印
生物相容性結構：模擬細胞微環境的結構和表面紋理。這在臨床前研究中變得越來越重要，并將為未來的治療策略提供開創性的方法。
△生物相容性結構
微流體應用：直接在微流控芯片中制造高分辨率結構。諸如隔板、通道或膜之類的內部元件可以直接在市售或定制的微流控芯片中制造。打印過程在無菌條件下進行，然后后處理。
△微流體應用
UpNano Bio單元是創新型NanoOne打印系統的bio變體的核心，基于通用的ibidi階段頂部孵育系統，并經過改裝并整合到NanoOne Bio系統中。帶有專門設計的孵化系統，可以通過門上的互換開口管理必要的管道和電纜。孵化系統的溫度控制單元可以調節濕度和CO2含量，確保在打印過程中保持自然環境，保持細胞活力。南極熊全球3D打印產品庫https://product.nanjixiong.com/已經收錄了這款產品，歡迎咨詢。
△生物相容性水凝膠X Hydrobio INX?U200
X HYDROBIO INX?U 200是專門為UpNano開發的基于明膠的水凝膠，具有常規明膠基材料的所有生物學優勢，結合了雙光子聚合可加工性，材料有著較高的反應性和快速的固化速度。這種材料是可以在細胞存活的情況下進行快速寫入生物墨水，能夠保持細胞的高度活性。它基于源自天然膠原蛋白的明膠B型，經過加入可光加工的官能團的修飾，在很大程度上模擬了天然細胞外基質，提高了細胞活力。
展開 微流控生物打印細胞組織結構仿真初探 ￥800
數字化可調微流控3D生物打印是當今研究的一個熱點。
