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入門:微流控芯片有哪些分類?微流控芯片是如何清洗的?

2022-09-06
來源:21ic電子網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 微流控芯片 芯片

  芯片有很多具體的類別,比如人工智能芯片、語音芯片、微流控芯片等。為增進大家對芯片的認識,本文將對微流控芯片的分類,以及微流控芯片的清洗予以介紹。如果你對芯片具有興趣,不妨和小編一起來繼續(xù)往下認真閱讀哦。

  一、微流控芯片分類

  包括:白金電阻芯片, 壓力傳感芯片, 電化學傳感芯片, 微/納米反應器芯片, 微流體燃料電池芯片, 微/納米流體過濾芯片等。

 ?、傥⒘骺匦酒╩icrofluidic chip)是當前微全分析系統(tǒng)(Miniaturized Total Analysis Systems)發(fā)展的熱點領(lǐng)域。微流控芯片分析以芯片為操作平臺, 同時以分析化學為基礎(chǔ),以微機電加工技術(shù)為依托,以微管道網(wǎng)絡為結(jié)構(gòu)特征,以生命科學為目前主要應用對象,是當前微全分析系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的重點。它的目標是把整個化驗室的功能,包括采樣、稀釋、加試劑、反應、分離、檢測等集成在微芯片上,且可以多次使用。

 ?、谖⒘骺匦酒俏⒘骺丶夹g(shù)實現(xiàn)的主要平臺。其裝置特征主要是其容納流體的有效結(jié)構(gòu)(通道、反應室和其它某些功能部件)至少在一個緯度上為微米級尺度。由于微米級的結(jié)構(gòu),流體在其中顯示和產(chǎn)生了與宏觀尺度不同的特殊性能。因此發(fā)展出獨特的分析產(chǎn)生的性能。

 ?、畚⒘骺匦酒奶攸c及發(fā)展優(yōu)勢:微流控芯片具有液體流動可控、消耗試樣和試劑極少、分析速度成十倍上百倍地提高等特點,它可以在幾分鐘甚至更短的時間內(nèi)進行上百個樣品的同時分析,并且可以在線實現(xiàn)樣品的預處理及分析全過程。

 ?、芷洚a(chǎn)生的應用目的是實現(xiàn)微全分析系統(tǒng)的終極目標-芯片實驗室

 ?、菽壳肮ぷ靼l(fā)展的重點應用領(lǐng)域是生命科學領(lǐng)域

 ?、蕻斍埃?006)國際研究現(xiàn)狀:創(chuàng)新多集中于分離、檢測體系方面;對芯片上如何引入實際樣品分析的諸多問題,如樣品引入、換樣、前處理等有關(guān)研究還十分薄弱。它的發(fā)展依賴于多學科交叉的發(fā)展。

  二、微流控芯片的清洗

  微流體芯片是微流控實驗不可缺少的一個核心部件,而且實驗研究的創(chuàng)新在一定程度上也會涉及到芯片構(gòu)型的創(chuàng)新,包括芯片通道的幾何形狀、深寬比、表面修飾化、材質(zhì)等。既然微流體芯片如此重要,芯片的加工設(shè)備和加工技術(shù)就會占有相當重要的地位。除了芯片的加工工藝和加工設(shè)備外,為維持芯片的使用壽命,對芯片進行合理、有效的清洗,是實驗結(jié)束后的一個十分重要的必備環(huán)節(jié)。良好的芯片沖洗,可以極大的延長芯片的使用次數(shù)。

  針對這種情況,現(xiàn)就微流體芯片的沖洗提供幾個簡要的沖洗要點。

  通常情況下,在進行實驗之前,需要對使用的溶劑進行過濾,尤其是芯片的通道小于20μm,以防止芯片通道被溶劑中的較大夾雜物堵塞。

  當進行完實驗后,可以使用較大的推進力把實驗試劑推出芯片外,然后在儲液池中加入與試劑互溶的液體,利用推進力把液體推進芯片,在芯片的出口端能夠看到幾滴液體流出。然后,使用去離子水沖洗芯片通道;最后,再使用空氣/氮氣/氧氣/氬氣等氣體沖洗芯片通道,便可把芯片通道沖洗干凈。

  如果芯片通道內(nèi)有較大的夾雜物堵塞通道,可以先把芯片放置在超聲浴中,利用超聲波清洗10-30min,然后再使用較大的推進壓強如1bar/2bar/5bar或較快的流速(200-500μL/min)沖洗芯片通道。如此重復幾次,便可把通道內(nèi)的夾雜物沖到芯片的進出口端。

  對于硬質(zhì)芯片如玻璃芯片的清洗,如果芯片通道的表面沒有做涂層處理,可以使用NaOH溶液(1mol/L)進行清洗。如果芯片通道的表面做過圖層處理,就不可以使用高濃度的堿溶液或酸溶液清洗,原因是酸或堿溶液隨長時間的清洗會腐蝕掉通道表面的圖層。此時,可以使用低濃度的酸或堿溶液快速的沖洗芯片通道,然后使用去離子水沖洗殘留的酸或堿溶液,最后,使用氣體(空氣/氧氣/氮氣/氬氣等)把芯片通道內(nèi)的液體吹干。

  通常情況下,不同液體的清洗順序會在芯片通道的表面留下微弱的殘留痕跡,原因是不同的液體會發(fā)生化學反應或不同的液體有不同的密度和粘度,交叉沖洗會遺留某些液體的殘留痕跡。如果對這些殘留痕跡比較在意,可以先使用與實驗用的試劑沖洗芯片通道,然后使用去離子水或沖洗芯片通道,最后使用乙醇或異丙醇(IPA)溶液沖洗芯片通道。如果有IPA溶液,最好是最后使用IPA沖洗芯片通道,因為IPA揮發(fā)性較好,不會在芯片通道的表面留下液體痕跡。

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