3、基于硅的MICROFLUIDICS設備
硅已經成為制造MICROFLUIDICS通道的優選襯底，因為它具有對各種條件的高耐受性以及低的鍵合溫度要求。此外，使用硅作為MICROFLUIDICS中的平臺不僅使器件小型化，而且在設計部分提供了靈活性。
3.1基于硅的MICROFLUIDICS器件的制造
制造硅基MICROFLUIDICS器件的不同技術包括批量微加工，掩埋通道或表面微加工。在這些技術中，體積顯微加工是最普遍的，其中在硅晶片上通過消除材料然后通過化學鍵合或物理粘附與另一個晶片封裝通道而形成通道。在埋溝技術中，深垂直溝道由各向異性深反應離子蝕刻產生，而溝道的側壁被化學氣相沉積鈍化。表面微機械加工可以通過沉積期望的結構層和犧牲層的蝕刻來實現。這種方法比較復雜，需要多個步驟。可以使用納米壓印光刻和電子束照射來制造具有納米尺度級特征尺寸的硅襯底的更精確圖案。
3.2硅基MICROFLUIDICS器件的應用
在硅襯底上引入MICROFLUIDICS可顯著減少樣品體積，評估時間，并使生物傳感中的精確調節流動狀態成為可能。然而，流體流動可能使附著在基質表面上的生物分子不穩定，因此表面官能化，生物結合和穩定的化學性質對于MICROFLUIDICS系統是必不可少的。不同的傳說可以通過適當的固定方法結合到MICROFLUIDICS通道的表面，這進一步擴大了分析物檢測的范圍。 Jenison等人設計了一種基于硅的生物傳感器，用于分析人囊性纖維化跨膜電導調節因子基因和一系列細胞因子，包括白細胞介素（IL）-6，IL1-P和干擾素-γ，檢測范圍為4 ng/L，31 ng/L和437 ng/L。
為了使用硅MICROFLUIDICS生物傳感器進行免疫測定，最初可以將抗原和相應的抗體一起溫育，然后使用生物素一體化硝酸纖維素膜。 Yakovleva等人開發MICROFLUIDICS酶在尺寸為13.1×3.2mm的硅微芯片上進行免疫測定，其具有寬度為25μm和深度為235μm的42個流動通道以檢測阿特拉津。二氧化硅表面被不同的聚合物進一步改性， 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES），線性聚乙烯亞胺（LPEI），3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷（GOPS）或支化聚乙烯亞胺（BPEI）。確定GOPS-BPEI-GL，LPEI-GL和APTES-GL三種不同免疫傳感器的阿特拉津檢測限分別為0.80,3.8和45ng/L。在這項研究中，GL與LPEI的共價偶聯導至了固定化抗體的最高穩定性。使用便攜式和電池供電的電子電路以及通過絲網印刷技術獲得的硅微通道，制備了免疫傳感器來檢測血樣中的大腸桿菌，檢測限高達103CFUml-1。
基于細胞的生物傳感器由于其直接識別活細胞表達的生物化學作用的能力而最近引起了很多關注。硅基底的生物相容性可能可以通過在其表面上附著細胞結合部分來改善。此外，這些影響可以轉化為數字電信號，從而形成電子與生命系統之間的橋梁。因此，與使用聚合物相比，硅具有很多優點，如高機械強度，高溫穩定性和對化學物質的高耐受性。硅的修改形式即硅納米線和多孔硅已經在生物傳感器中找到了許多應用。隨著高性價比替代品領域的進步，聚合物和柔性電子器件，硅基MICROFLUIDICS器件是昂貴的替代品。
4、基于聚合物的MICROFLUIDICS設備
與玻璃和硅相比，聚合物材料在MICROFLUIDICS器件中的應用已經大大地吸引了商業制造商，因為它們的成本低廉且制造步驟容易。聚二甲基硅氧烷（PDMS）（不好意思，實在忍不住插入一條廣告，國內出貨量最大的進口PDMS供應商[不要臉的說也就是我們，唯有一桶PDMS，能消除城市中我和你的距離，此刻購買就加客服QQ：11366508]小包裝1.1KG/桶，帶100g固化劑，已經被廣大科研狗朋友使用，不管在夏天的實驗室門口玩手機撩妹等風干，還是冬天夜里太冷圍著烘箱加熱侃大山等待的哆嗦時刻，經我們手賣出的PDMS不僅伴隨著TA的妙手回春打磨出了眾多五花八門小編也看不懂的神器芯片，也已經融入到TA的生活和學習中。不是你成功的芯片來得慢，而是你固化得不夠狠。）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）在MICROFLUIDICS器件中使用最廣泛，因為它們表現出優異的電/化學電阻率和透明度顯示出大規模制造MICROFLUIDICS器件的巨大潛力。以下是廣泛用于制造聚合物MICROFLUIDICS器件的重要方法的概述。
4.1聚合物基MICROFLUIDICS器件的制造
4.1.1壓印和熱壓花
當制造基于聚合物的MICROFLUIDICS器件時，硅或金屬印章被廣泛用作壓印工具。熱壓花可以在低壓和高溫下實現，而壓印可以在室溫和高壓下實現。在塑料襯底中所需尺寸的微通道是印模的精確復制品。一些參數，如壓印時間，壓力以及塑料的性能已知影響室溫印跡微通道的尺寸。在熱壓印上壓印的好處在于制造時間減少并且所制造的裝置具有高重復性。圖3（i）顯示了熱壓花和UV印跡的過程。
4.1.2注塑
在此過程中，將共聚物樹脂插入模具中以制造MICROFLUIDICS元件。較不粘稠的聚合物溶液使得與模具的優異接觸導至裝置的不同特征。通過控制程序，溫度和時間，可以非常準確地創建注塑部件。MICROFLUIDICS通道在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中具有高精度，聚碳酸酯使用注塑成型。已經顯示注塑與壓印和熱壓花相比具有許多優點，因為其可以產生3D特征，并且可以將預成型元件直接植入塑料中。
4.1.3軟光刻
軟光刻在MICROFLUIDICS器件的發展中有著廣泛的研究，具有明顯的優勢。在硅中創建一個積極的浮雕結構被稱為主。當硅橡膠上的彈性體聚合物被固化時，它會產生一個精確定義的母版復制品，并從印章上進一步剝離。軟光刻技術的巨大優勢在于彈性體聚合物可以簡單地通過保形接觸彼此連接，并且可以簡單地連接到另一個基板，如玻璃或塑料。軟光刻所涉及的不同步驟見圖3（ii）。
4.1.4激光光刻
在這種技術中，由于脈沖紫外激光照射的誘導，聚合物骨架的鍵斷裂。此外，由于在其內部形成空隙的波形脈沖，顆粒從聚合物基材排出。表現出對激光發射波長顯著吸收的聚合物對于消融更有效。在激光光燒蝕中，光線穿過將燒蝕區域定義為聚合物基板的掩模。
4.1.5 3D打印
3D打印最近引起了很大的興趣（豈止是興趣，恨不能搞個demo就能吸引傻白甜速速入資來玩玩，但是真正能搬磚干活的有幾多？），因為它能夠創建高分辨率和快速建造時間的多種結構。在不同的方法中，立體光刻（SLA）和熔融沉積法（FDM）是最常見的。在SLA中，使用UV激光掃描并追蹤確定區域以固化液態樹脂材料。使用高功率激光或紫外線來硬化樹脂材料，并且整個平臺通過單層沿z方向向下移動。基于SLA方法的3D打印機被廣泛使用并已經商業化。使用SLA制造技術的一個主要優點是其高精度。在FDM中，熱塑性物質通過加熱液化成半固體。然后將這種半固體通過噴嘴逐層排出到分層上。當第一層是完成后，階段被移動一層，程序重復。FDM方法已經被證明是簡單和成本有效的。
4.2聚合物基MICROFLUIDICS器件在POCT生物傳感器中的應用
幾種電化學生物傳感器類型，包括免疫測定，DNA雜交和信號轉換適體傳感器已經在基于聚合物的MICROFLUIDICS系統中被發現應用。真正的樣品在被引入到所需的生物傳感器之前經常被處理。由于其特定的綁定功能，基于親和力的生物傳感器能夠處理復雜的樣品基質和樣品。表2總結了MICROFLUIDICS應用中基于親和力的生物傳感器開發的最新進展。此外，用酶功能化電極可有助于選擇性地催化化學反應。產生或消耗的電活性物質可以通過電流的變化來檢測。例如，酶電極已被廣泛用于葡萄糖測定。
基于聚合物的MICROFLUIDICS器件與傳統的玻璃/硅MICROFLUIDICS器件相比具有優勢，因為它們不需要復雜的光刻工藝，因此成本低廉。已經發現它們具有優異的電/化學電阻率和光學透明度，使其適用于電化學/光學生物傳感裝置。基于聚合物的MICROFLUIDICS設備的缺點在于它們的靈活性。
5、基于紙張的MICROFLUIDICS設備
紙是一種纖維素材料，具有靈活性，低成本，輕量，可回收和生物相容性。它被認為是一種有前途的MICROFLUIDICS基材，因為它不需要任何外部泵或電源供應流體，需要少量試劑和樣品，提供快速分析，而且是一次性的。纖維素紙的三維分層結構及其相互關聯的孔隙允許液體快速移動。然而，其白色背景和流體特性為分析物的定性/定量分析提供了額外的優勢。這些紙張集成的MICROFLUIDICS設備已經應用于臨床診斷，環境監測和食品安全質量檢測（
小編干這個出家的，自認為了解和熟悉國內主流幾家食品安全試劑生產廠商，為毛我沒看到demo或者產品？倒是聽說某大廠在關注階段）。
5.1造紙MICROFLUIDICS設備
紙流控設備的設計中主要關心的是利用流體通道來限制液體的流動。為此，使用多種制造方法將疏水屏障圖案化到紙張中以產生通過毛細管芯吸調節來調節流體流動的不同通道。
5.1.1基于光刻的紙張MICROFLUIDICS
照相平版印刷術被用于微細加工以將圖案轉印到紙基材上。一種稱為光致抗蝕劑的光敏化學品最初涂布在紙上，曝光于所需的圖案上，并進一步發展為用于附加處理的選擇層。使用光刻技術，可以獲得非常小的圖案（幾十納米大小），具有精確的形狀和尺寸的通道。其主要缺點是需要包括昂貴的光致抗蝕劑，UV光源和氧等離子體的平坦基板和潔凈室設施。
5.1.2繪圖Plotting
在這種方法中，使用計算機集成的X，Y繪圖儀將PDMS打印到紙張上以形成所需的圖案。它比光刻相對便宜，但分辨率低至1mm，即兩個通道之間的距離是1mm（低于光刻法）。上官(Shangguan)等通過PDMS圖案化制造紙微流控通道，其中PDMS被吸附到紙孔中并形成防止進入水溶液的疏水屏障。為了證明這種設計的多功能性，對肝功能標志物和血清蛋白進行生物傳感應用。
5.1.3蠟印刷Wax printing
在蠟印中，使用固體油墨印刷機將蠟圖案化到紙上，將蠟進一步加熱熔化蠟并形成親水屏障以通過毛細管芯吸引引導流體的流動。這是一種簡單而廉價的技術，可以大規模生產。除此之外，蠟在環境友好的情況下，可達60℃，因此在低資源環境下使用更方便。該技術的缺點是由于在該過程中需要額外的熔化步驟而導至分辨率低。雷諾(Renault)等在紙中制造半通道和全封閉通道，并在一篇研究論文中研究了蠟的傳輸性能。這些完全封閉的通道可以有效地與外部環境隔離，從而降低污染風險，簡化設備處理，減緩溶劑蒸發。
5.1.5噴墨打印Inkjet printing
噴墨打印可以用來通過將墨滴推進到基板的用戶定義的位置上來打印數字圖像。這種技術已經被擴展，開發的各種油墨包括各種聚合物，用于生物傳感和組織工程應用的活細胞（圖3（iii））。將小量油墨沉積成具有高空間分辨率的精確圖案的可能性是獨一無二的，并且提供了噴墨印刷的不尋常的強度。但是，這種技術需要額外的油墨配方步驟，這些步驟受材料粘度和表面張力的限制。刀切割，蝕刻和等離子可用于控制或者管理紙流控設備中的流體流動。 Songok等人在紙表面上沉積了一個薄的，透明的，高度疏水的表面層，使用納米尺寸的TiO2顆粒。利用TiO2的光催化性能，通過曝光紫外線來產生親水性通道,通過放置在TiO2涂布紙上的光掩模進行輻射,制造的通道最后大小寬度為0.5毫米，長度為60毫米。
5.2紙基MICROFLUIDICS生物傳感器的應用
為了制造高效的紙質MICROFLUIDICS生物傳感器，設備設計和生物分子固定在給定的表面上起著至關重要的作用。 Morbioli等人使用三維設計，使流體沿著纖維素基質更均勻地滲透，用于制造用于葡萄糖檢測的紙MICROFLUIDICS設備。為此目的，使用磁性裝置進行層堆疊，這有利于流體分散和改進測試的再現性。已經發現具有許多優點，例如均勻的樣品分布，多重測定以及層的個體化處理。李（Lee）等人使用氧化鋅納米線改性紙來制作高靈敏的工作電極（WE）來檢測葡萄糖。 Teengam等人制造了一種基于紙質流體學的電化學DNA傳感器用于人乳頭瘤病毒HPV檢測。金顆粒修飾還原的GO-四乙烯五胺作為電極材料開發了一次性紙基MICROFLUIDICS免疫傳感器。盡管有這些有趣的進展，但通過升級裝置設計和使用納米材料對紙基材進行改性，提高紙基MICROFLUIDICS裝置的檢測極限和靈敏度仍有相當大的改進空間。紙張MICROFLUIDICS設備的傳感特性受濕度和溫度變化的顯著影響。其他問題，例如設計的復雜性，不同的制造程序，以及集成到單個芯片上都是阻礙POCT器件增長的一些因素。
6、微流控非侵入式生物傳感器
無創檢測是一種不需要在皮膚或身體孔口處進行診斷的程序。用于制造無創生物傳感器，分泌物生物流體如唾液，尿液，汗液，眼淚，呼出氣凝結物等都可以使用。通過非侵入性生物流體檢測疾病具有許多優點，如易于使用，無痛，比血清采樣更安全，各種標本的可用性，在家中易于收集和篩查。
目前正在努力將生物傳感器與MICROFLUIDICS結合用于多種疾病的檢測。 Gau等人開發了一種MICROFLUIDICS電化學傳感器，通過唾液IL-8蛋白和mRNA生物標志物濃度區分癌癥患者與健康受試者。Jokerst等人開發了用于CEA，CA-125和Her-2唾液生物標志物檢測的標記多分析物MICROFLUIDICS集成熒光免疫傳感器的量子點（QDs）。由于二抗標記了半導體量子點，信號被放大了30倍，檢測限增加到接近兩個數量級比酶聯免疫吸附測定技術。MICROFLUIDICS集成表面等離子體共振生物傳感器開發用于檢測唾液樣品中的皮質醇。制造的生物傳感器顯示皮質醇的高效檢測，檢出限為49 pg/mL，響應時間為15 min。最近開發了一種柔軟，耐磨的基于比色的MICROFLUIDICS生物傳感器，其中汗液被用作分析性生物流體。這個四室多分析物系統有能力區分不同濃度的葡萄糖，乳酸鹽，氯離子以及汗液的pH值。還通過調查唾液，尿液和淚液樣本中的葡萄糖水平來區分糖尿病患者和非糖尿病患者。制備了殼聚糖修飾的紙基MICROFLUIDICS比色生物傳感器，能夠有效檢測眼內葡萄糖。Ji等人制造的MICROFLUIDICS集成有機電化學晶體管生物傳感器用于唾液生物流體中的多分析物（葡萄糖和乳酸）檢測。該MICROFLUIDICS設備的厚度為100 nm，需要30μL的生物流體用于分析。最近開發的無創性的特點在表2中給出了用于診斷不同疾病的MICROFLUIDICS集成生物傳感器。
生物傳感器檢測非侵入性分泌型生物標志物及其與MICROFLUIDICS的結合是研究的新熱點之一，目前仍處于初始階段。迫切需要探索唾液和尿液中分泌的更有效的生物標志物以及其他無創生物流體，例如汗液，淚液，鼻子和耳垢。然而，非常少濃度的生物分子分泌是利用無創生物流體的主要挑戰。需要做更多的努力來探索使用這種MICROFLUIDICS設備的概念驗證的商業化的潛力，可以進一步在低資源環境中使用。
7、結論和未來趨勢展望
這次查閱大量資料和市場商品以圖覆蓋MICROFLUIDICS設備在POCT開發中的制造和應用的技術進步。盡管MICROFLUIDICS開發正在使用諸如玻璃，硅，聚合物和紙張等眾多材料，但這些設備的成本和高靈敏度是主要關注的問題。正在報道玻璃和硅基MICROFLUIDICS的許多生物傳感應用。然而，脆弱性，成本和缺乏靈活性等一些性質被認為是MICROFLUIDICS的下一個發展階段的缺點。除此之外，材料的生物相容性仍然是其在POCT開發中使用的主要問題。此外，應該努力制造聚合物或紙基MICROFLUIDICS器件，這可能是這些襯底的有希望的替代品。紙基微流控對于靈活的POCT設備的開發具有很大的潛力。其成本低，重量輕，攜帶方便，靈活性強，自驅動流體性能好，制造工藝簡單，無需潔凈室設備，樣品量少等優點，不斷吸引著眾多的研究人員前往這一高潛力領域。而且，近來納米材料，器件設計和微細加工技術的發展使得可以獲得具有增強的檢測特性的MICROFLUIDICS器件。