Материалы для изготовления микрофлюидных чипов

Микрофлюидный чип — это система микроканалов, отлитая или выгравированная. Выходные отверстия проложены через чип и служат связующими звеньями между сетью микроканалов и макросредой. Представляя собой иногда клапаны для активного управления потоком, микрофлюидные чипы могут легко работать с жидкостями независимо от области применения.

В зависимости от желаемого применения (лаборатория-на-чипе, обнаружение патогенов, электрофорез, анализ ДНК и т.д.), конструкция сети микроканалов должна быть адаптирована к требованиям для получения желаемого результата. Таким образом, используемые материалы для микрофлюидных чипов также должны соответствовать применению и обладать соответствующими свойствами.

С начала для изготовления микрофлюидных чипов использовались кремний и стекло, однако с течением времени и появлением новых технологических достижений в качестве материалов для микрофлюидных чипов стали использоваться новые материалы, включая полимерные подложки, композиты или бумагу. Для исследовательских целей используемые материалы обычно ставят во главу угла универсальность и производительность устройства, в то время как при коммерциализации на первый план выходят стоимость производства, надежность и простота использования. Более того, каждый используемый материал естественным образом соответствует конкретным стратегиям микрофабрикации и определенным собственным свойствам устройства. Поэтому материал для изготовления микрофлюидных чипов играет важную роль в микрофлюидных технологиях.

Неорганические материалы для изготовления микрофлюидных чипов

Кремниевый микрофлюидный чип

Прозрачный для инфракрасного излучения, кремний является непрозрачным материалом в видимой области и поэтому не может быть виден насквозь. Следовательно, флуоресцентное детектирование или визуализация жидкости будут довольно затруднительны, хотя эта проблема может быть легко решена путем присоединения к прозрачным материалам, таким как полимеры или стекло, в попытке получить гибридную систему, готовую к использованию. Поверхность кремния основана на силанольной группе (-Si-OH), хорошо развитой химии, поэтому использование химической модификации поверхности кремния может быть способом уменьшить неспецифическую адсорбцию или, например, улучшить рост клеток. Его модуль упругости довольно высок (130-180 ГПа), и чипы, использующие кремний, изготавливаются с помощью мокрого либо сухого травления или аддитивных методов, таких как осаждение металлов или химическое осаждение из паровой фазы. Капельная полимеразная цепная реакция (ПЦР) или нанопровода для безотметочного обнаружения биомаркеров сердца - возможные области применения кремниевых микрофлюидных чипов.

Стеклянный микрофлюидный чип

После кремния, в качестве материала для создания микрофлюидных чипов было выбрано стекло. Стеклянные или кварцевые капилляры для газовой хроматографии и микроканалы для капиллярного электрофореза (КЭ) уже использовались до внедрения стекла в микрофлюидику. Оптически прозрачное и электрически изолирующее, стекло является аморфным материалом. Этот материал обычно обрабатывается стандартными методами фотолитографии или мокрого/сухого травления. Если не используются специальные методы травления, протравленные стеклянные каналы имеют округлые боковые стенки.

Стекло совместимо с биологическими образцами, оно также является материалом, не проницаемым для газа, и обладает относительно низкой неспецифической адсорбцией. Поскольку газ может проходить через стеклянные чипы, которые обычно представляют собой замкнутые каналы и камеры, этот материал не может быть использован для долгосрочного культивирования клеток. Одним из основных применений стеклянных чипов является капиллярный электрофорез (КЭ). Этот более дешевый метод удобнее, чем стандартный КЭ, так как его легче настроить на параллельный анализ, а также он может предложить бесклапанную инжекцию, непосредственно используя электроосмотический поток, который может отделить аналиты в течение нескольких секунд.

Другие типичные применения включают реакции на кристалле, формирование капель, экстракцию растворителей и изготовление in situ. Наконец, благодаря высокой теплопроводности и стабильной электроосмотической подвижности на поверхности, микроканалы из стекла обеспечивают лучшую производительность по сравнению с другими материалами. Как и кремний, химическая модификации стекла основана на силаноле. Аналогично, из-за его твердости и высокой стоимости изготовления возникает множество ограничений для применения стекла в микрофлюидике (защитные средства, сверхчистая среда для склеивания, высокая температура и давление, необходимые в процессе изготовления, и т.д.). Эти ограничения лежат в основе разработки альтернативных недорогих материалов для чипов, которые могут быть легко изготовлены и совместимы с более широкими биологическими приложениями.

Керамический микрофлюидный чип

Технология LTCC (технология низкотемпературной совместно обжигаемой керамики) хорошо зарекомендовала себя как в малосерийных, высокопроизводительных (военные, космические), так и в крупносерийных, недорогих (портативные беспроводные, автомобильные) приложениях. LTCC обладает хорошими электрическими и механическими свойствами, высокой надежностью. Сложные микроэлектромеханические системы и микрооптоэлектромеханические системы, изготовленные по технологии LTCC, объединяют электронные схемы измерения, управления и формирования сигнала. Более того, в одном корпусе реализуются электрические, оптические, газовые и жидкостные сетевые системы.

Эта керамика представляет собой материал на основе оксида алюминия, который поставляется в виде слоистых листов, на которые наносят рисунок, собирают, а затем нагревают при повышенной температуре. Было продемонстрировано, что устройства, изготовленные по технологии LTCC, обладают низкой неспецифической адсорбцией.

Преимуществами LTCC-структуры являются гораздо более низкая цена и более короткое время разработки. Технология LTCC также позволяет включать в один модуль нагреватели, датчики и электронику (управляющую и измерительную электронику, а также систему обнаружения света), что является основным преимуществом данной технологии перед кремниевой, стеклянной и полимерной технологиями, поскольку упрощает систему измерения.

Полимеры для изготовления микрофлюидных чипов

Микросхемы на основе полимеров были представлены несколькими годами позже после микросхем на основе кремния/стекла. Огромное разнообразие полимеров обеспечивает большую гибкость в выборе подходящего материала с определенными свойствами. Полимеры легкодоступны и недороги по сравнению с неорганическими материалами, поэтому в настоящее время они являются наиболее часто используемыми материалами для микрофлюидных чипов. По своим физическим свойствам полимеры можно разделить на эластомеры, термопласты и термореактивные материалы, причем первые две группы гораздо чаще используются в качестве материалов для микрофлюидных чипов.

Эластомеры

Эластомеры состоят из сшитых полимерных цепей, которые обычно спутаны; они могут растягиваться или сжиматься при воздействии внешней силы и возвращаться к исходной форме при снятии внешней силы. Они обладают слабыми межмолекулярными силами и в большинстве случаев имеют низкий модуль Юнга и высокую деформацию разрушения по сравнению с другими материалами.

Микрофлюидный чип из PDMS

PDMS широко используется в микрофлюидике для быстрого создания прототипов, поскольку его легко изготовить, он прочно соединяется со стеклянными и PDMS подложками, обладает хорошей оптической прозрачностью и эластомерными свойствами. PDMS является наиболее распространенным материалом в микрофлюидике, используемым в исследовательских лабораториях, благодаря его разумной стоимости, быстрому изготовлению и простоте применения. Формы для устройств формируются с помощью обычной механической обработки или методов фотолитографии, а микроструктуры из PDMS отливаются и отверждаются на этих формах. Путем укладки нескольких слоев также могут быть созданы сложные системы для микрофлюидики.

PDMS имеет низкий модуль упругости (300-500 кПа), что делает его пригодным для изготовления клапанов и насосов. Его газопроницаемость может быть выгодна для переноса кислорода и углекислого газа в клеточных исследованиях, однако образование пузырьков при прохождении газа через PDMS может быть проблематичным. PDMS подвержен неспецифической адсорбции и проницаемости гидрофобными молекулами из-за присущей ему гидрофобной природы. Химическая модификация PDMS может решить эти проблемы, например, воздействие плазмы гидрофилизирует поверхность PDMS. Однако после такой обработки вновь образованная гидрофильная поверхность не является стабильной и вскоре может вернуться к своей первоначальной гидрофобной форме. Склонность к поглощению и растворению гидрофобных молекул, что вызывает их набухание при контакте с неполярными растворителями, также является одним из последствий гидрофобной поверхности PDMS. Кроме того, адсорбция биомакромолекул, таких как белки, на стенках каналов также является общей проблемой для микрофлюидных устройств, изготовленных из PDMS.

Микрофлюидный чип из термореактивного полиэстера (ТПЭ)

преимуществ термореактивных материалов является возможность трехмерной микрофабрикации с помощью фотополимеризации. Термореактивные материалы не подходят для изготовления клапанов из-за их высокой жесткости, а из-за их высокой стоимости их применение в микрофлюидике ограничено.

Термореактивный полиэстер (ТПЭ) является одним из наиболее используемых термореактивных материалов в микрофлюидике. Это прозрачный в видимом диапазоне материал, обладающий более высоким модулем упругости (1-100 МПа), чем PDMS, но более низким, чем типичные термореактивные пластмассы (>1 ГПа). TPE — это термически инициируемый материал, образующийся в результате полимеризации полиэфира и стирола под воздействием ультрафиолета или тепла. Этот гидрофобный материал требует модификации поверхности с помощью буферных добавок или химических реакций, чтобы вода легко проходила через микрофлюидические каналы. Хлорированные растворители могут растворить TPE, хотя он устойчив ко многим другим растворителям. Наконец, возможно изготовление клапанов из ТПЭ, аналогичных клапанам из PDMS.

Термопластичные полимеры

Термопласты — это материалы, которые можно многократно переделывать, достигнув температуры стеклования (Tg). Это высокосшитые полимеры, которые могут сохранять свою форму после охлаждения, и они также подходят для процессов микрообработки. Оптически прозрачные полимеры, термопласты устойчивы к проникновению мелких молекул и более жесткие, чем эластомеры. Едва проницаемые для газа, их герметичные микроканалы не подходят для долгосрочных клеточных культур. Кроме того, клапаны из термопластика трудно изготовить из-за их жесткости.

Термопластики изготавливаются методом термоформования - процесса, требующего шаблонов из металла или кремния для использования при высокой температуре. Он позволяет производить тысячи копий с высокой скоростью и низкой стоимостью и отлично подходит для коммерческого производства, но неэкономичен для прототипирования. Быстрое прототипирование с помощью трансферного формования использует PDMS в качестве промежуточного материала для репликации и позволяет переносить микрошаблоны на термопласты с легко подготовленных фоторезистов. Эта техника ограничена термопластами с Tg ниже 150 °C, поскольку при более высоких температурах PDMS выделяет газ во время формования.

К сожалению, термопласты не могут образовывать конформный контакт с другими поверхностями, в отличие от PDMS. Их поверхность может быть модифицирована путем динамического покрытия или прививки поверхности в зависимости от их применения. Ковалентно модифицированные поверхности обычно более стабильны для термопластов, чем для PDMS. Например, можно легко интегрировать электроды для гибких схем, а поверхности термопластов могут сохранять гидрофильность в течение нескольких лет после обработки кислородной плазмой.

Микрофлюидный чип из полистирола (PS)

Некоторые ПС микрофлюидные чипы (протоипы) используют преимущества усадочных свойств термопластичных ПС листов. Фактически, после нагрева протравленные каналы в микрофлюидном чипе становятся тоньше и глубже, чем оснастка. Более быстрая, чем мягкая литография, эта техника включает одновременный этап быстрого склеивания, и таким образом сложные многослойные микрочипы из ПС могут быть изготовлены за считанные минуты. ПС является наиболее часто используемым материалом при работе с клеточными культурами в основном из-за его коммерческой доступности и интересной цены. Этот полимер занял центральное место в исследованиях клеточных культур, и в связи с его популярностью ученые ищут для него потенциальное применение, помимо клеточных биоанализов.

Благодаря своей популярности в этой области, потенциальным применением может стать исследование культур клеток на микрофлюидном чипе (орган-на-чипе). Можно модифицировать поверхность ПС, чтобы обеспечить адгезию и рост клеток и одновременно предотвратить образование пузырьков, и для этого материал может быть обработан кислородной плазмой перед склеиванием. Однако обработка плазмой может изменить прочность связи за счет изменения химического состава на поверхности ПС. Альтернативным вариантом является защита верхней поверхности маскирующим слоем. Другой метод может заключаться в предварительном покрытии микроканалов белками внеклеточного матрикса перед посевом клеток, чтобы способствовать их адгезии. Использование микрофлюидных чипов из ПС также имеет другие ограничения, например, трудности, возникающие на этапе термического склеивания. Более того, когда соотношение ширины и высоты микроканалов слишком велико, происходит разрушение каналов.

Микрофлюидный чип из поликарбоната (ПК)

Микрофлюидный чип из полиметилметакрилата (ПММА)

ПММА — это дешевый полимер, который является наименее гидрофобным среди распространенных пластиковых материалов. ПММА является широко используемым материалом в микрофлюидных системах, и он особенно полезен для одноразовых микрофлюидных чипов из-за своей низкой цены, жестких механических свойств, отличной оптической прозрачности и совместимости с электрофорезом. Этот полимер обладает и другими свойствами, такими как простота изготовления и возможность модификации.

Фотография типичного микрочипа для волоконного электрофореза и СЭМ-изображения поперечного сечения микроканала со стекловолоконной упаковкой в подложке из ПММА при увеличении (B) 400 и (C) 1500 - из Chen et al. 2008 г.

Благодаря своей способности разлагаться на метилметакрилат (ММА) при высокой температуре, ПММА является идеальным материалом для приготовления "зеленых микрочипов" и может быть использован повторно. В большинстве случаев микрофлюидные чипы из ПММА обычно состоят из канальных и покровных пластин (или покровных пленок), которые должны быть соединены для формирования микрофлюидных чипов, полимерный материал которых может быть получен методами, основанными на полимеризации ММА in situ в пресс-формах.

Микрофлюидные системы из ПММА легко изготавливаются с помощью CO2-лазерной микрообработки, что является подходящим методом для контроля размеров изготавливаемых микроструктур. Кроме того, существует целый ряд методов, разработанных для массового производства микроустройств из ПММА с высокой точностью, которые включают горячее тиснение, оттиск растворителем, термосклеивание, литье под давлением и лазерную абляцию. ПММА использовался в качестве подложки для большого количества микрофлюидных устройств, включая чип для анализа смешивания, секвенатор ДНК и чип для электрофореза. Тем не менее, до сих пор почти нет информации о клапанах или насосах из ПММА.

Методы склеивания имеют решающее значение при изготовлении микрофлюидных чипов на основе ПММА, и наиболее часто используется метод склеивания горячим прессом. Также могут подойти такие методы, как микроволновое склеивание, термоплавкое склеивание и адгезивное склеивание. Чтобы предотвратить разрушение канала во время процесса склеивания, микрофлюидные чипы из ПММА были разработаны с использованием специальных условий растворителя и жертвенных материалов, таких как парафин.

Полиэтиленгликоль диакрилат (ПЭГДА) микрофлюидный чип

Полиэтиленгликоль диакрилат (ПЭГДА) — это материал, имеющий общие свойства с PDSM, такие как водостойкость, оптическая прозрачность и низкая фоновая флуоресценция. Однако он демонстрирует меньшую неспецифическую адсорбцию и обладает большей устойчивостью к проникновению небольших гидрофобных молекул, чем PDSM.

Этот полимер можно считать удобным материалом, поскольку полимеризация может происходить быстро при комнатной температуре и не требует слишком много энергии. Считаясь биологически инертным, этот полимер обладает хорошими и переменными механическими свойствами, что может объяснить его частое использование в тканевой инженерии в качестве скаффолдов. ПЭГДА может быть использован для создания прочных микрофлюидных клапанов и насосов различных форм для применения в анализах малых объемов. Микрофлюидные устройства из ПЭГДА обычно изготавливаются с использованием процессов, аналогичных процессам изготовления полидиметилсилоксана. Хотя модуль упругости ПЭГДА (∼0,1 ГПа) слишком высок для использования в самосрабатывающих клапанах, он имеет большой потенциал для применения в конструкциях клапанов с защелкой.

Благодаря своей устойчивости к неспецифической адсорбции ПЭГДА может найти широкое применение в анализе малых объемов и биомедицинских исследованиях, поскольку является биосовместимым полимером. Более того, этот материал не является иммуногеном, а также устойчив к адсорбции белков, однако он не обеспечивает адгезию клеток.

Схема трехслойного клапана из ПЭГДА. (A) Левая вставка - вид поперечного сечения вдоль пунктирной линии для открытого или закрытого клапана. На снимках справа - открытый (вверху) и закрытый (внизу) клапан с добавлением зеленой окрашенной жидкости для контраста. (B) Фотомикрограмма клапана до заполнения жидкостью. Интерференционные полосы указывают на то, что мембрана отклоняется вверх после последнего этапа склеивания.

Микрофлюидный чип из тефлона: Перфторированные соединения (PFEP/ PFA/PFPE)

Изготовление и использование цельнотефлоновых чипов с превосходной устойчивостью к растворителям началось совсем недавно. Тефлоны чрезвычайно инертны к химикатам и растворителям, они также обладают антипригарными и противообрастающими свойствами. Они оптически прозрачны, достаточно мягки для изготовления мембранных клапанов и умеренно проницаемы для газов. Хотя температура их плавления высока (более 280 °C), с помощью высокотемпературного термоформования можно создавать сложные микроструктуры с нанометровым разрешением и термически скреплять материал для формирования различных микрофлюидных устройств. Более того, микроструктурированные элементы из перфторированных соединений сохраняют свои эластомерные свойства при температуре до 200 °C.

Устойчивость к растворителям и противообрастающие свойства микрофлюидного устройства из цельного тефлона. (A) Чип из PFA с микроканалами, заполненными ацетоном (окрашенным красным красителем) и ДМСО (окрашенным синим красителем). (B) Ламинарный поток окрашенных органических растворителей в цельнотефлоновом чипе.

Инертность перфторированных соединений делает их привлекательными для микрофлюидики. Фактически, поверхность материала является не только олеофобной, но и гидрофобной. Большинство фторэластомеров представляют собой полифторполиэфиры, и их иногда описывают как "жидкий тефлон". Два конкретных перфторированных полимера, перфторалкокси (Teflon PFA) и фторированный этиленпропилен (Teflon FEP), используются для создания микрофлюидных устройств и структур. Эти материалы поддаются термообработке и могут быть термически соединены с другими материалами для создания композитов, таких как стекло-FEP, используемых для создания устройств защелка-клапан, которые даже устойчивы к высококоррозионным растворам. Однако соединение перфторированных материалов со стеклом и подобными субстратами, как правило, очень слабое.

PFA — это слегка непрозрачное перфторированное соединение, оптическая прозрачность которого позволяет использовать флуоресценцию и визуализацию клеток. Будучи одним из наиболее перспективных материалов для изготовления дешевых, устойчивых к растворителям и многоразовых микрофлюидных чипов (могут быть переработаны для многократного использования без риска загрязнения), PFA требует высокотемпературного горячего тиснения (∼260 °C) для формования устройств, поэтому для него используется пресс-форма из PDSM высокой плотности и плотной сшивки. Этот материал является привлекательным благодаря возможности обработки расплава обычными методами переработки термопластов, оптической прозрачности, достаточной механической прочности, устойчивости к повышенным температурам, органическим растворителям, коррозии и растрескиванию под напряжением, а также адсорбции молекул и вымыванию молекул из основной массы полимера в растворы.

В некоторых микрофлюидных устройствах используется полифторполиэфир диолметакрилат (PFPE-DMA) из-за его многочисленных привлекательных свойств. PFPE-DMA представляет собой вязкую жидкость при комнатной температуре до отверждения и обладает низкой поверхностной энергией, высокой прочностью и жесткостью. Кроме того, этот материал чрезвычайно химически стоек, обладает высокой газопроницаемостью и низкой токсичностью. Полифторполиэфир диолметакрилат может быть использован для изготовления клапанов, аналогичных клапанам из PDMS, и он демонстрирует меньшее набухание в присутствии органического растворителя с модулем Юнга 3,9 МПа. Хотя это значение в 10 раз выше, чем у PDMS, все же возможно использовать этот класс материалов для изготовления клапанов. FPE-DMA можно формовать с разрешением до 50 нм, а отвержденный УФ-излучением PFPE может быть прочно связан с PDMS.

Потокоотверждаемые PFPE имеют потенциал для значительного расширения использования микрофлюидных устройств в широком спектре новых химических применений. Благодаря дополнительному преимуществу - возможности фотоотверждения - время изготовления микрофлюидных устройств может быть сокращено с нескольких часов до нескольких минут. В полифторполиэфир диолметакрилате могут быть изготовлены клапаны, аналогичные клапанам в PDMS. Кроме того, каналы из PFPE не имеют признаков набухания, так как растворы легко проходят через них, и, в отличие от PDMS, PFPE совместим со всеми растворителями, участвующими в реакциях синтеза ДНК. Каналы в этом устройстве широко разнесены друг от друга для упрощения выравнивания слоев.

Все эти тефлоновые микроустройства демонстрируют совместимость с клетками в течение 5 дней и хорошую газопроницаемость. Они также имеют низкую неспецифическую адсорбцию белков по сравнению с PDMS и PS. Такое недорогое и быстрое изготовление чипов, обладающих хорошими и удобными свойствами, может значительно расширить будущие применения микрофлюидики.

Полиуретановый (ПУ) микрофлюидный чип

Полиуретановые (ПУ) эластомеры характеризуются высокой механической прочностью, упругостью и хорошей стойкостью к истиранию. Полиуретаны широко используются в различных областях, таких как искусственное сердце, внутриаортальные баллоны, кардиостимуляторы, сердечные клапаны или мембраны для гемодиализа. Этот класс материалов представляет собой гидрофобные поверхности, которые, по сути, являются водоотталкивающими. Полезность полиуретанов можно улучшить, сделав их поверхность более гидрофильной. Был проведен ряд исследований in vivo и in vitro для оценки клеточных и тканевых реакций полиуретана, и очень важно учитывать его биосовместимость, а также адсорбцию белков. Чтобы ограничить неспецифическую адсорбцию, можно модифицировать поверхность гидрофильными полимерами. Для этого можно также использовать фотохимические реакции или различные методы прививки.

Хотя существуют различные методы модификации поверхности, такая модификация была продемонстрирована на открытых поверхностях или пленках полиуретана, но не внутри каналов микрофлюидных чипов. Модификация поверхности внутри микроканалов представляет собой другой набор проблем, таких как быстрое истощение реагентов из-за высокого отношения поверхности к объему, что должно учитываться химией модификации.

Традиционно для изготовления деталей из ПУ, таких как листы, мембраны и трубки, используются такие методы литья с растворителем, как вертикальное погружение, вращающаяся оправка и вращающаяся пластина. Метод вращающейся пластины используется для изготовления полиуретановых пленок и листов, а вертикальное погружение и вращающаяся оправка используются для изготовления цилиндрических деталей, таких как трубки. Однако эти методы изготовления не подходят для воспроизведения сложных и детальных микромасштабных особенностей, присутствующих в микрофлюидных устройствах.

Микрофабрикация на основе полиуретана обычно включает литье под давлением, оттиск, плазменное травление, нанесение жертвенного материала и реакционную полимеризацию, и эти методы не подходят для быстрого создания прототипов, поскольку они используют дорогостоящие промежуточные формы и дорогое оборудование для производства. Кроме того, получаемые подложки являются жесткими и непрозрачными, поэтому литье в растворитель подходит больше, так как промежуточные формы могут быть изготовлены с помощью фотолитографии, а оборудование для изготовления является недорогим. Однако получаемые подложки непрозрачны, плохо скрепляются и их трудно соединить с трубками.

Бумажный микрофлюидный чип

Бумага - гибкий материал на основе целлюлозы, который недавно стал перспективным субстратом для микрофлюидики по нескольким причинам: этот биосовместимый материал является дешевым субстратом, который можно легко химически модифицировать путем изменения состава/формулы или с помощью химизации поверхности. Легкодоступная во всем мире, бумага может быть просто утилизирована путем сжигания или естественного разложения. Однако бумага может быть использована только для ограниченного круга приложений из-за ее слабых механических свойств и ограниченных технологий. Бумага может быть использована для биохимического анализа, медицинской и судебной диагностики. Обнаружение аналитов в бумажной микрофлюидике может быть колориметрическим, электрохимическим, хемилюминесцентным и электрохемилюминесцентным. Однако большинство бумажных микрофлюидных аналитических устройств полагаются на колориметрическое обнаружение. Микрофлюидные устройства на основе бумаги полагаются на пассивный механизм капиллярного действия для протягивания растворов через устройство.

Для нанесения рисунка существует множество методов, определяющих ширину и длину бумажных каналов, причем каждый метод имеет свой набор преимуществ и ограничений. Например, струйная печать и печать твердым воском позволяют легко определять рисунок и функционализировать его. Пористая структура бумаги также позволяет сочетать потоки, фильтрацию и разделение. Бумага биологически совместима, а обычно белый фон обеспечивает контраст для цветных методов обнаружения.

Чипы на основе гидрогеля

Микрофлюидика все больше вовлекается в биологические исследования и биоимитацию. Гидрогели, напоминающие внеклеточный матрикс, широко используются в качестве поддержки клеток для различных приложений. Применения гидрогелевых устройств в основном связаны с клетками, в отличие от устройств PDMS, которые чаще всего используются для изучения культуры клеток на уровне тканей. В гидрогелях могут быть созданы микроканалы для доставки растворов, клеток и других веществ. Гидрогели представляют собой трехмерные сети гидрофильных полимерных цепей, расположенных в водной среде, состоящей в основном из воды. Они обладают высокой пористостью с контролируемым размером пор, что позволяет небольшим молекулам или даже биочастицам диффундировать через них.