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隨著體外診斷設(shè)備逐漸向小型化便捷化的趨勢(shì)發(fā)展，微流控技術(shù)由于其可在微小空間內(nèi)精確控制流體運(yùn)動(dòng)，成為了現(xiàn)在眾多體外診斷企業(yè)爭(zhēng)相嘗試的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，其在醫(yī)學(xué)診斷，藥物篩查，單分子研究中的應(yīng)用為科學(xué)家解決了很多難題。

微流控技術(shù)是涉及流體物理，化學(xué)，微電子，生物學(xué)，新材料和生物醫(yī)學(xué)工程等多學(xué)科領(lǐng)域的新興技術(shù)。微流控把功能集中在一塊小小的芯片上，最大程度的縮短反應(yīng)時(shí)間，減少樣品和試劑用量，并且有效避免了由于人為操作所帶來(lái)的誤差和交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。

由于微/納升規(guī)模上發(fā)生的流體現(xiàn)象不同，微流控產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與其他醫(yī)療診斷產(chǎn)品設(shè)計(jì)有一些差異。但是診斷產(chǎn)品和微流控設(shè)計(jì)都是在開(kāi)發(fā)有形的可交付成果，所以在這兩個(gè)領(lǐng)域也有相互重合，互相借鑒之處。

ITL和Vivacta合作開(kāi)發(fā)了用于快速診斷過(guò)敏性哮喘的POCT設(shè)備和微流控芯片，并完成了原型機(jī)的制造。ITL利用客戶原有的壓電薄膜技術(shù)，將其應(yīng)用擴(kuò)展到檢測(cè)生物流體。

這款原型機(jī)的開(kāi)發(fā)包括以下幾個(gè)方面：

芯片的設(shè)計(jì)以適應(yīng)客戶的試劑系統(tǒng)

開(kāi)發(fā)一套復(fù)雜的光學(xué)解決方案用以激發(fā)試劑

設(shè)計(jì)在芯片和設(shè)備交互的電氣接觸系統(tǒng)

震動(dòng)隔離機(jī)制以控制環(huán)境噪聲的影響，并通過(guò)南安普頓大學(xué)聲與震動(dòng)研究所（ISVR）的檢測(cè)和評(píng)估

設(shè)計(jì)一款微流控芯片和設(shè)備專用的流體泵機(jī)制以便在儀器內(nèi)運(yùn)送和混合試劑

開(kāi)發(fā)相機(jī)芯片級(jí)別的定制條形碼，其目標(biāo)成本僅為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的十分之一

研究和實(shí)施防止偽造和耗材重復(fù)使用的方法

開(kāi)發(fā)PanOpSys系統(tǒng)

最終50臺(tái)工程原型機(jī)成功交付，這批原型機(jī)已經(jīng)基本符合大批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。

20年來(lái)ITL在為客戶交付成功的微流控產(chǎn)品的同時(shí)，我們研究了很多新穎的設(shè)計(jì)方案，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。以下方案可做參考：

方案一 改變幾何結(jié)構(gòu)-在保持功能的同時(shí)改變組件的預(yù)期的幾何形式。這有助于重新定義用戶交互或設(shè)備功能。微流控裝置的加工通常使用光/蝕刻技術(shù)的微加工工藝來(lái)在基板上刻印圖形。光刻技術(shù)涉及到在矩形流體通道中涂布、曝光和顯影光刻膠。若裝置采用圓形通道，不同于典型的矩形通道，這種類似血管的幾何形狀可以更好地控制壁面剪應(yīng)力和流動(dòng)條件。而使用錐形通道來(lái)控制移動(dòng)流體的速度，通常在被動(dòng)流動(dòng)條件下，由于毛細(xì)管作用，流體的速度會(huì)隨著流體的前進(jìn)而降低，但是通過(guò)減小通道的橫截面積，流體可以勻速運(yùn)動(dòng)。

方案二改變表面相互作用-樣品可通過(guò)改變疏水性或者行使分子捕獲來(lái)與芯片裝置相互作用，從而提高功能性和可用性。例如抗體可被覆蓋在裝置表面以捕獲血液循環(huán)腫瘤細(xì)胞。另外，超疏水的裝置表面由于疏水作用，其表面張力可驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，而無(wú)需額外的泵的設(shè)計(jì)。

方案三增加流動(dòng)-這可以改善功能或改變用戶交互。例如設(shè)計(jì)具有旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的裝置，可將流體從一個(gè)腔室運(yùn)送到下一個(gè)腔室，而不采用泵來(lái)輸送流體。帶有振動(dòng)馬達(dá)設(shè)計(jì)的芯片可協(xié)助混合水溶液。

方案四多層設(shè)計(jì)-采用相同或者不同材料的層疊設(shè)計(jì)，可提供多種功能。例如具有膜片閥的多層微流控裝置，可在不同片層中的獨(dú)立流道內(nèi)控制液體流動(dòng)。