摩方PμSL 微尺度3D打印技術(shù)在微流控應(yīng)用的進(jìn)展

來(lái)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(lái)控制液體的流動(dòng)和混合，通過對(duì)流量的控制，實(shí)現(xiàn)化學(xué)分析、藥物篩選、細(xì)胞培養(yǎng)、基因檢測(cè)等多種功能。該技術(shù)在時(shí)間和空間上，為實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)研究分子濃度控制帶來(lái)了全新的技術(shù)解決方案，有效應(yīng)對(duì)研發(fā)周期長(zhǎng)，成本高的困境。

現(xiàn)階段，微流控技術(shù)主要應(yīng)用在即時(shí)檢驗(yàn)和生物制藥、生命科學(xué)研究等領(lǐng)域。從生命科學(xué)領(lǐng)域來(lái)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(xì)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(diǎn)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(xué)領(lǐng)域的多元化應(yīng)用。

當(dāng)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(jìn)行高性能微球制備的新路徑，在近兩年將會(huì)完成工業(yè)級(jí)產(chǎn)能突破，或?qū)⑼苿?dòng)微流控芯片從反應(yīng)時(shí)代跨向生產(chǎn)時(shí)代。

市場(chǎng)需求 快速驅(qū)動(dòng)
百億美金市場(chǎng)飛速增長(zhǎng)，中國(guó)實(shí)力嶄露頭角

依據(jù)2022年7月國(guó)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(bào)告，2021年全球微流控芯片產(chǎn)業(yè)總值達(dá)到了181億美元。預(yù)計(jì)到2027年，全球微流控芯片市場(chǎng)份額將升至323億美元，2021 年至-2027年間的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)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(qiáng)大潛力。

2021-2027微流控芯片領(lǐng)域市場(chǎng)預(yù)測(cè)（Yole Developpement）

根據(jù)Yole的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2017年中國(guó)微流控市場(chǎng)規(guī)模約為5.52億美元。在國(guó)際品牌方面，它們?cè)趪?guó)內(nèi)微流控產(chǎn)品的銷售額達(dá)到了3.68億美元，占總規(guī)模的67%。與此同時(shí)，國(guó)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(guó)微流控市場(chǎng)的兩部分特點(diǎn)：一方面，國(guó)際品牌在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的影響力不容小覷；另一方面，國(guó)產(chǎn)微流控產(chǎn)品在逐漸嶄露頭角，表現(xiàn)出市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著國(guó)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(lái)中國(guó)微流控市場(chǎng)有望進(jìn)一步壯大。

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

多元領(lǐng)域 應(yīng)用實(shí)例
應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，未來(lái)前景可觀

微流控技術(shù)在時(shí)間和空間上，為分子濃度控制帶來(lái)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(shí)物，具有簡(jiǎn)化步驟，縮短論證時(shí)間和開發(fā)周期等優(yōu)勢(shì)，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(xué)、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(xué)馮林實(shí)驗(yàn)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(xué)微流控芯片，實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的精準(zhǔn)捕獲。

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

中南大學(xué)陳翔/趙爽/陳澤宇團(tuán)隊(duì)
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(shí)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(xué)郭傳飛課題組
基于離電傳感器的指尖脈搏測(cè)試在動(dòng)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(shí)現(xiàn)脈沖波速的精準(zhǔn)測(cè)量，有望用于臨床動(dòng)脈硬化的評(píng)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(xué)、斯威本科技大學(xué)等團(tuán)隊(duì)
構(gòu)建了一種創(chuàng)新型微流體電化學(xué)生物傳感平臺(tái)，通過在微柱陣列電極上涂覆3D雙金屬 Pt-Pd 納米樹，實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)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(xué)張?jiān)凑n題組
為了解決通過對(duì)炎癥因子的檢測(cè)靈敏度的限制問題，提出了一種合理有效的電化學(xué)免疫傳感器件設(shè)計(jì)策略。該團(tuán)隊(duì)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(xué)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(cè)。

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(dòng)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(xué)科領(lǐng)域（如人工智能、生物信息學(xué)、大數(shù)據(jù)等）深度融合，推動(dòng)跨學(xué)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(shí)際問題。

摩方精密獨(dú)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(yàn)和技術(shù)實(shí)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。