非平面基底表面微加工技术取得新进展,微流控芯片受益匪浅

MEMS 2021-05-14 00:00

据麦姆斯咨询报道,近期,中国科学院大连化学物理研究所副研究员陆瑶团队与复旦大学教授张炜佳团队展开合作,在非平面基底表面微加工技术研究中取得新进展。相关研究结果以题为“Rapid Prototyping of PDMS Microdevices via μPLAT on Nonplanar Surfaces with Flexible Hollow-out Mask”发表于国际生物制造学会官方期刊《生物制造(Biofabrication)》。


论文信息:http://doi.org/10.1088/1758-5090/abd9d8


微流控芯片制造技术是实现其功能、后续应用的基础,主要包含光刻法、三维打印法、机械加工法等,但上述方法一般难以在非平面基底完成。非平面基底上的微流控芯片制造一直是微加工领域内的技术难点,往往存在工艺过程复杂、仪器昂贵且表面粗糙度差等缺点。


针对上述问题,该合作研究团队提出利用切割机制造柔性聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)镂空掩膜并结合等离子体处理方式实现了在不同材质、不同基底形貌(平面与非平面)形成微米尺度的亲疏水界面。合作团队将上述工艺与液体模具工艺技术相结合,成功实现了不同形貌基底(平面、曲面、不规则)基底的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片制造、细胞图案化等应用。该过程时间短、操作简单且环境友好,为在不同形貌基底上进行微流控芯片制造、细胞图案化以及材料表面改性等提供了一种操作简单、便捷及低成本的技术路线。


微流控芯片的主要制备流程及代表性成果展示



该项研究工作的第一作者是中国科学院大连化学物理研究所1820组2018届联合培养硕士颜世强。上述研究工作得到了中国国家自然科学基金、中科院青年创新促进会及中国科学院大连化学物理研究所创新基金等项目的资助。


关于中科院大连化物所单细胞分析研究组


中科院大连化物所单细胞分析研究组成立于2015年10月,我国微流控芯片奠基人之一林炳承研究员担任学术顾问,组长为陆瑶博士。研究组以单细胞分析、微流控芯片相关生物技术研发及其生物医学应用为研究方向,现主要研究内容包括:1)基于高密度微孔阵列和高密度生物分子微阵列的单细胞分析技术开发及其在系统生物学、转化医学中的应用;2)智能数字液滴微反应器系统及其生物医学应用。研究组仪器设备配备完善,基础研究与应用研究并行,注重科研转化和成果推广。积极拓展国内外合作,与大连理工大学、大连医科大学、南方科技大学、中国药科大学、厦门大学、耶鲁大学等单位均保持广泛合作关系。


组长(陆瑶)简介


陆瑶博士2010年7月毕业于中国科学院大连化学物理研究所,获分析化学博士学位。期间,在国际上率先提出利用喷蜡打印制作纸基质微流控芯片的方法并已发展成为该领域最常用技术。2010年10月至2015年9月在美国耶鲁大学生物医学工程系Rong Fan教授实验室从事博士后研究。开发了一种高通量、高内涵单细胞蛋白分析平台,创造了文献已知的活体单细胞分泌蛋白检测种类最高纪录。研究相关工作以责任作者发表于PNAS, Science Signaling, Advanced Science, Analytical Chemistry , Lab Chip等国际著名期刊,引用千余次,单篇最高他引330余次。入选中科院青年促进会会员、大连市青年科技之星等。受邀参加学术会议邀请报告多次,获2017年国际分析科学大会青年报告奖。主要科研成果在美国两家公司获得应用,其中其作为主要发明人参与开发的单细胞蛋白分析技术获国际发明专利授权,目前由美国Isoplexis公司进行后续开发,目前有十余家国际大型制药公司和肿瘤研究中心利用该技术帮助肿瘤免疫治疗CAR-T药品开发及临床测试,被科学家杂志(The Scientist)评选为2017年度十大医疗技术发明首位。


延伸阅读:

《微流控初创公司调研》


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