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什么是微流控离心芯片?

微流控离心芯片介绍

微流控离心芯片,也称为离心式微流控芯片,是一种结合了微流控技术和离心力驱动的微器件。这种芯片通常设计成CD形状,利用旋转产生的离心力作为液流的驱动力,实现样品的分离、混合、反应和检测等多种功能。微流控离心芯片集成了微机电加工技术,将化学分析中的采样、预处理、衍化、混合及检测等过程所需的组件微型化,并整合到一个平台上。

工作原理

微流控离心芯片的工作原理基于离心力。当芯片旋转时,离心力会将液体驱向芯片外缘,从而在微通道中产生压力梯度。这个压力梯度推动液体在微通道中流动,实现样品的分离、混合、反应和检测等功能。芯片的转速和旋转时间可以控制离心力的大小,进而控制液体的流动速度和方向。

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结构特点

微流控离心芯片通常由一个可旋转的圆盘和一个固定在圆盘上的基板组成。圆盘一般由聚合物材料或玻璃制成,而基板则通常由玻璃或硅制成。微通道通过光刻或激光雕刻技术在基板上加工而成,其形状和尺寸可根据不同的应用需求进行设计。

优势

微流控离心芯片具有结构简单、操作简便、成本低廉、便携性强等优点。由于其设计允许在单一芯片上进行多重平行分析,因此可以在线检测多份样品。此外,离心力驱动可以得到较宽范围的流速,通过改变马达的转速即可方便地调节流速。

应用领域

微流控离心芯片在生命科学、环境监测、食品安全、生物医学等领域有广泛的应用。例如,在生命科学领域,它可以用于细胞分选、DNA提取、蛋白质分析等;在环境监测领域,可用于水质检测、空气污染监测、土壤污染监测等;在食品安全领域,可以检测食品中的有害物质、微生物等;在生物医学领域,则可用于诊断疾病、药物筛选、疫苗开发等。

最新的研究显示,微流控离心芯片已经被应用于新冠、甲型和乙型流感病毒的检测。这种芯片由微流控芯片、光学检测模块和温度控制模块组成,可以同时检测四个临床样品,并评估每个样品的16个目标。整个诊断过程可以在样品加载后1.5小时内完成。

微流控离心芯片是一种多功能的微流控设备,它利用离心力驱动液体在微通道中流动,实现高效的样品处理和分析。随着技术的不断发展,微流控离心芯片在各个领域的应用前景将更加广阔。

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