1. 首頁 > 健康養生 > >

阿卡索生物打造生命科學新工具，高通量微流控芯片有望解鎖更多應用場景

健康知識養生常識

人類社會每一次大的技術進步往往是來自于對微觀世界有了更深入的理解和掌控 。
以微米或納米度量的微球 ， 是生物制藥、體外診斷等領域不可或缺的核心基礎材料 ， 有著極大的制備和應用難度 ， 曾被《科技日報》列為35項“卡脖子”關鍵核心技術領域之一 ， 也在生物和藥物領域獲得越來越多的關注 。
傳統的微球制備以釜式反應為主 ， 將原料和試劑投入反應釜中 ， 通過控制轉速、溫度和反應時間 ， 以獲得目標微球產物 ， 整個過程是在一個宏觀的反應環境下進行的 。 這種制備方式相對簡單 ， 經過多年發展已進入成熟的商業化應用階段 。 但微球制備是微觀層面的反應 ， 將成球過程放大來看 ， 往往伴隨著復雜的物理剪切和化學合成 ， 宏觀的釜式反應無法精確調控這樣的微觀過程 。
近年來 ， 伴隨著行業的發展 ， 微球進入了越來越多的細分領域和賽道 ， 需求端對微球性能和制備工藝提出了更高的要求 ， 釜式反應這一微球制備技術1.0愈來愈難以滿足產業需求 ， 也就催生出了新的制備技術 。
以中科森輝馬光輝院士團隊為代表的膜乳化技術受到的關注最多 ， 通過壓力將原料從膜孔擠出形成微球 ， 一定程度上改善了微球的粒徑分布 ， 但膜本身性能和產能的問題限制了其產業化腳步 。 全球范圍內如日本SPG、英國Micropore等上述公司牢牢掌握著上游膜材供應 。 這一技術又被稱為微球制備技術2.0 。
與此同時 ， 一種新的微球制備技術在學術界廣泛流行 ， 其在復雜結構、高均一微球制備和操控方面可謂獨步江湖 。 這種技術有一個響亮的名字——微流控 ， 我們稱之為微球制備技術3.0 。
微流控的早期概念可以追溯到19世紀70年代采用光刻技術在硅片上制作的氣相色譜儀 ， 而后又發展為微流控毛細管電泳儀和微反應器等 。 微流控的重要特征之一是微尺度環境下具有獨特的流體性質 ， 如層流和液滴等 。 借助這些獨特的流體現象 ， 微流控可以實現一系列常規方法所難以完成的微加工和微操作 ， 因此受到無數科學家的青睞 。
盡管微流控作為一種技術在微球制備方面具備顯著優勢 ， 但在產業界卻很少被關注到 。 其中最大的問題在于微流控制備微球的產能問題 。 單個通道的微流控芯片每小時的微球生成量不超過500μl ， 這一通量能夠滿足科研需求 ， 但卻無法滿足動輒幾千上萬升的工業化場景 。 解決這一難題 ， 需要從通量上下功夫 。 而這就是阿卡索生物一直在做的事情 。
全球首款千級通道微流控芯片 ， 突破高集成度瓶頸 ， 打造微流控平臺型生產工具
阿卡索生物成立于2021年5年 ， 公司創始團隊是三個年輕人 ， 有著相同的標簽 ， 【清華大學】【八字班】 。
在創立阿卡索之前 ， 通過一次偶然的機會 ， 團隊接觸到微球產品 ， 看到了單分散微球的商業價值 。 憑借出色的專業判斷 ， 他們敏銳地意識到 ， 如果能有一種平臺化的制備技術 ， 能同時解決微球制備過程中微觀控制和宏觀量產這一矛盾 ， 無疑將具備巨大的商業價值 。
很快他們就將目光投向了微流控技術 ， 并找到了有著多年微流控放大研究經驗的華東理工大學張莉教授合作 ， 開始共同開發超高通量微流控芯片 。 彼時 ， 張莉教授已成功研發出八十通道數的高通量微流控芯片 ， 如何向更高通量、更高集成度芯片進發 ， 諸多的工程和技術問題擺在團隊的面前 。
首先 ， 如何在一塊芯片上實現海量微球發生器的高度集成 ， 需要建立一套數學模型 ， 以便通道內的流阻分布能滿足海量微球發生器的流量/流速保持一致 。