摩方PμSL 微尺度3D打印技術(shù)在微流控應(yīng)用的進展

來源：摩方PμSL 高精密

微流控，是一種在微米尺度的小型通道中處理和操控液體的技術(shù)。通常使用微型流道和微閥門等微加工技術(shù)來控制液體的流動和混合，通過對流量的控制，實現(xiàn)化學分析、藥物篩選、細胞培養(yǎng)、基因檢測等多種功能。該技術(shù)在時間和空間上，為實驗機構(gòu)研究分子濃度控制帶來了全新的技術(shù)解決方案，有效應(yīng)對研發(fā)周期長，成本高的困境。

現(xiàn)階段，微流控技術(shù)主要應(yīng)用在即時檢驗和生物制藥、生命科學研究等領(lǐng)域。從生命科學領(lǐng)域來看，基于微流控技術(shù)的器官芯片逐漸成為業(yè)界關(guān)注的新興領(lǐng)域。摩方精密自研的毛細血管器官芯片，正是結(jié)合微流控的結(jié)構(gòu)特征，利用高精度微納3D打印技術(shù)完成了研發(fā)制備（點擊鏈接：摩方應(yīng)用|生物醫(yī)療前瞻：把器官植入芯片），有望助力拓展微流控技術(shù)在生命科學領(lǐng)域的多元化應(yīng)用。

當然，值得關(guān)注的還有工業(yè)制造領(lǐng)域的產(chǎn)能問題。利用微流控芯片進行高性能微球制備的新路徑，在近兩年將會完成工業(yè)級產(chǎn)能突破，或?qū)⑼苿游⒘骺匦酒瑥姆磻?yīng)時代跨向生產(chǎn)時代。

市場需求 快速驅(qū)動
百億美金市場飛速增長，中國實力嶄露頭角

依據(jù)2022年7月國際 MEMS領(lǐng)域權(quán)威咨詢公司Yole Developpement發(fā)布的《Status of the Microfluidics Industry 2022》研究報告，2021年全球微流控芯片產(chǎn)業(yè)總值達到了181億美元。預計到2027年，全球微流控芯片市場份額將升至323億美元，2021 年至-2027年間的復合年增長率預計為10.1%。這一數(shù)據(jù)充分展示了微流控芯片產(chǎn)業(yè)的強大潛力。

2021-2027微流控芯片領(lǐng)域市場預測（Yole Developpement）

根據(jù)Yole的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017年中國微流控市場規(guī)模約為5.52億美元。在國際品牌方面，它們在國內(nèi)微流控產(chǎn)品的銷售額達到了3.68億美元，占總規(guī)模的67%。與此同時，國內(nèi)各類微流控產(chǎn)品的銷售額約為1.71億美元，占總比的33%。

這一數(shù)據(jù)揭示了中國微流控市場的兩部分特點：一方面，國際品牌在國內(nèi)市場的影響力不容小覷；另一方面，國產(chǎn)微流控產(chǎn)品在逐漸嶄露頭角，表現(xiàn)出市場的競爭力。隨著國內(nèi)政策的支持以及企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)投入上的不斷加大，未來中國微流控市場有望進一步壯大。

△微流控芯片相關(guān)產(chǎn)品中國市場銷售額（Yole Developpement）

多元領(lǐng)域 應(yīng)用實例
應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，未來前景可觀

微流控技術(shù)在時間和空間上，為分子濃度控制帶來了全新的技術(shù)解決方案。隨著微納3D打印技術(shù)的迭代發(fā)展，其可快速將模型數(shù)據(jù)形成實物，具有簡化步驟，縮短論證時間和開發(fā)周期等優(yōu)勢，為研發(fā)提供了更廣闊的創(chuàng)新空間，可被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、生物工程、材料加工、化工工業(yè)等眾多領(lǐng)域。

北京航空航天大學馮林實驗室
利用聲波微流控從手術(shù)切除乳腺腫瘤小鼠全血中捕獲CTCs，其中使用了面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)結(jié)合PDMS翻模技術(shù)可制備聲學微流控芯片，實現(xiàn)循環(huán)腫瘤細胞的精準捕獲。

論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D1LC00628B

中南大學陳翔/趙爽/陳澤宇團隊
使用摩方精密高精度3D打印技術(shù)nanoArch®S140制作了微流控混合器件(MMD)，實現(xiàn)一步式構(gòu)建靶向脂質(zhì)體。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202205498.

南方科技大學郭傳飛課題組
基于離電傳感器的指尖脈搏測試在動脈硬化中的應(yīng)用。PμSL技術(shù)高精度、一體打印花生-凹槽微結(jié)構(gòu)，助力于制備寬線性傳感范圍(0-150KPa)和高靈敏度的柔性可穿戴離子傳感器，可實現(xiàn)脈沖波速的精準測量，有望用于臨床動脈硬化的評估治療中。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adhm.202301838

哈工大、華大基因、華東理工大學、斯威本科技大學等團隊
構(gòu)建了一種創(chuàng)新型微流體電化學生物傳感平臺，通過在微柱陣列電極上涂覆3D雙金屬 Pt-Pd 納米樹，實現(xiàn)了電化學傳感靈敏度的提升。其中微柱陣列電極的制造過程主要依賴于面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)結(jié)合PDMS翻模技術(shù)。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114703

上海大學張源課題組
為了解決通過對炎癥因子的檢測靈敏度的限制問題，提出了一種合理有效的電化學免疫傳感器件設(shè)計策略。該團隊以ZIF-8@Ag NWs為電極材料，結(jié)合摩方精密nanoArch® S140設(shè)備和絲網(wǎng)印刷技術(shù)，開發(fā)了一種多通道的電化學免疫傳感微流控芯片，用于血清中炎癥因子IL-6和IL-8的聯(lián)合檢測。

論文鏈接：www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-022-5030-y

微納3D打印技術(shù)有效推動了微流控技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，包括新型材料、制造工藝、控制算法等方面的突破。微流控技術(shù)將與其他學科領(lǐng)域（如人工智能、生物信息學、大數(shù)據(jù)等）深度融合，推動跨學科研究和發(fā)展。這將有助于拓展微流控技術(shù)的應(yīng)用范圍，解決更多實際問題。

摩方精密獨有的高精度、高公差控制能力的微納3D打印設(shè)備，在微流控領(lǐng)域具備大量豐富的經(jīng)驗和技術(shù)實力，為微流控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供支持，繼續(xù)深化與各領(lǐng)域的合作，共同拓寬微流控技術(shù)的應(yīng)用邊界。