成本低廉、一次性、卡片大小的塑料微流控芯片制備技術(shù)有望徹底改革即時(shí)診斷（point-of-care）醫(yī)療，因?yàn)檫@些芯片能夠從一滴血中當(dāng)場(chǎng)診斷出一系列疾病。一項(xiàng)簡(jiǎn)單的鍵合技術(shù)將助力上述設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

微流控芯片

微流控技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過(guò)多年研發(fā)，由于鍵合芯片塑料部分的任務(wù)困難且昂貴而受到一定的限制，因?yàn)槲⒘骺匦酒枰３治⑼ǖ赖耐暾圆拍軐?shí)現(xiàn)其診斷功能。

A*STAR新加坡制造技術(shù)研究院（Singapore Institute of Manufacturing Technology, SIMTech）的研究人員與新加坡南洋理工大學(xué)（Nanyang Technological University）、韓國(guó)首爾國(guó)立科學(xué)技術(shù)大學(xué)（Seoul National Universityof Science and Technology）的同事合作，開(kāi)發(fā)出了一項(xiàng)能夠克服現(xiàn)有鍵合方法諸多缺點(diǎn)的鍵合技術(shù)。

新加坡制造技術(shù)研究院團(tuán)隊(duì)的研究員Gary Sum Huan Ng解釋道，“微流控器件商業(yè)化的一大關(guān)鍵挑戰(zhàn)是降低制造成本。鍵合過(guò)程中，對(duì)微通道的密封通常是微流控制造難以突破的瓶頸。”

微流控裝置通常由塑料刻蝕的微通道構(gòu)成，這些微通道將生物流體樣本運(yùn)送到流體或基底的存儲(chǔ)槽，樣本中的分析物依舊能保持活躍。研究人員嘗試了多種方法將微流控器件的各個(gè)部位結(jié)合起來(lái)，大多數(shù)工作的展開(kāi)都緩慢且艱辛，也無(wú)法進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)。超聲焊接技術(shù)運(yùn)用高頻振動(dòng)以創(chuàng)建固態(tài)焊接，有望擴(kuò)大微流控芯片的生產(chǎn)規(guī)模。因?yàn)樵摷夹g(shù)生產(chǎn)時(shí)長(zhǎng)短，結(jié)合緊密，并使用緊湊型自動(dòng)化設(shè)備。然而，由于過(guò)量引起的融化和氣泡滯留，通過(guò)超聲焊接產(chǎn)生的結(jié)合質(zhì)量難以控制。

研究人員已經(jīng)表明，在兩個(gè)待鍵合的塑料部件之間夾復(fù)合薄膜能夠非常有效地防止超聲焊接過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡和熔體流動(dòng)。技術(shù)的關(guān)鍵是將熱塑微球納入復(fù)合薄膜，幫助限定和控制熔融。

Ng表示，“熱塑微球?qū)⒎稚⒃趶椥曰|(zhì)內(nèi)以形成復(fù)合薄膜，當(dāng)施加超聲波能并產(chǎn)生焊縫時(shí)，它會(huì)作為微能量引向器幫助完成器件的熔融和塌陷。超聲引向器受彈性基質(zhì)約束，能夠有效防止不受控制的熔體流動(dòng)和被捕獲氣泡的生成。該方法能夠克服微流控器件大規(guī)模量產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵鍵合問(wèn)題。”

來(lái)源：麥姆斯咨詢(xún)

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