一张图看懂微流控芯片产业
05 微流控芯片的分类
按应用领域
1.环境分析与监测类芯片
空气质量检测芯片
水质实时监测芯片
2.细胞培养与研究类芯片
重金属监测类芯片
有毒有害化合物类
细胞层受创愈合研究芯片 细胞相互作用研究
流式细胞计数芯片
细胞常规培养芯片
05 微流控芯片的分类
按应用领域
3.化学分析类微流控芯片
芯片毛细管电泳类
阴阳离子浓缩芯片
EncompassMDx芯片控制仪
一次性芯片
09 国内微流控行业重点企业
华迈兴微——化学发光新锐
华迈兴微作为主要从事医疗即时诊断设备化学发光免疫、分析仪以及配套的心血管疾病标志物试剂卡 的研发、生产与销售。核心产品“极光”M2微流控化学发光分析仪集“微流控+磁微粒分离+POCT”三 大核心技术于一身,是全球第一台微流控化学发光分析系统。
PCR技术
07 微流控芯片的应用
医学研究
微流控芯片的应用层面,其重点应用领域便集中在生命科学,在微流控芯片平台上进行医学 研究已取得了很多进展,彰显了微流控芯片应用在医学研究中的重要性。
及时诊断 组织与器官仿生 基因组学研究
微流控芯片的高度集成化,微流控仪器往往具有操作简便 ,仪器价格相对便宜,小而轻,能迅速出结果等优势,高 度切合及时诊断(POCT)的发展需求。
09 国内微流控行业重点企业
美晶医疗——液体活检潜力股
2018年2月9日,国家食品药品监督管理总局(CFDA)正式审核通过宁波美晶医疗技术有限公司( NanoLite Systems)自主研发的新一代CellRichTM自动化循环肿瘤细胞捕获设备。据悉,该设备是目 前国内唯一通过国家认证的基于免疫磁筛选微流控芯片专利技术的自动化双模式循环肿瘤细胞筛选设 备,临床数据显示,可实现人体外周血中肿瘤细胞(CTC)的精准捕获。
对于有些药物的合成过程,中间往往存在副反应而影响了产物的收率或纯度,常规方法筛选 目标药物存在成本极高,耗时长且选择性低等问题,而微流控芯片的应用成为解决这一类问 题理想的替代技术。
副产物 目标产物
采用微流控芯片技术合成苯基硼酸可得到选择性很高的产物,收率提高25%
07 微流控芯片的应用
分析检测
微流控芯片发展之初便是微全分析系统,所以其在分析检测领域的应用是最成熟和最商业化 的。不管是药物毒性检测、环境、食物和水体污染检测,还是司法鉴定中犯罪物证DNA检测 ,以及数字核酸扩增检测(dDNA)中都可以找到微流控应用的案列。
我国体外诊断(IVD)产业规模
10 微流控芯片行业前景
全球市场前景 微流控产业的主要驱动力来自及时诊断和制药研究
-微流控器件市场:由2017年的25亿美元增至2022年的58亿美元,复合年增长率为18%; -微流控产品市场:由2017年的90亿美元增至2022年的230亿美元,复合年增长率为21%
10 微流控芯片行业前景
国内市场前景
目前来讲,微流控最大的产业化应用场景还是在于体外诊断(IVD)。而这一块其实国内市场空间就特 别大,首先诊断类医疗器械在整个医疗中重要性不言而喻,其次中国人口老龄化的趋势将对智能化诊 断检测类的医疗器械需求大大增加。此外,移动互联网的发展带来了互联网医疗的兴起,而互联网医 疗最应该解决的问题就是智能化医疗检测终端问题,这些都需要诊断检测类的医疗器械。这些需求都 将成为微流控产业不断发展的重要因素。
一张图看懂微流控芯片产业
曾佑鹏 2019-01-14
01 什么是微流控芯片?
微流控芯片:微流控芯片又称为芯 片实验室(Lab-on-a-chip),它 是在一块几平方厘米(甚至更小) 的芯片上构建微型实验室分析平台 ,把生物和化学等领域中涉及的样 品制备、反应、分离、检测,细胞 培养、分选、裂解等基本操作单元 集成到一块很小的芯片上,由微通 道形成网络,以可控流体贯穿整个 系统,用以实现常规化学或生物实 验室的各种功能。
高度集成
微流控芯片可以实 现各种功能的高度 集成,微全分析系 统便是一个典型的 代表。
小型、自动化
能将多个单元步骤集中 在一张小小的芯片上, 通过流道、微阀门、微 泵等设计,实现整个检 测集成小型化和自动化
样本量消耗少
由于只在小小的芯片上 完成检测,因此需要被 检测的样本量需求非常 少,往往只需要微升甚 至纳升级别。
微流控芯片被Business2.0杂志称为“改变未来的七种技术之一”
02 小芯片、大世界
细胞培养
组织与器官仿生
单细胞功能蛋白组学
03 微流控芯片发展简史
04 微流控芯片的特征
由于微流控芯片能将生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作 单元集成到一块微米尺度的芯片上,且流体在微尺度空间表现出与宏观尺度流体不同的特征 (如热、质传递效率、层流、电渗等),使其具有样品消耗量少、分析速度快、操作成本底 以及集成度高等优势。
08 微流控芯片相关企业
国内企业
目前,国内也涌现了大量初创微流控企业,主要集中分布在北上深及其周边地区,企业类型 分为芯片设计制造、分子诊断、细胞检测、免疫诊断、生化检测以及综合性企业,其中上市 公司也有近十家,但是国内微流控企业真正商业化的产品还屈指可数,与国外企业在微流控 产品商业化上仍有较大差距。
2016-2018年微流控产业规模(亿美元)
微流控产业现状
94 相关企业 700+公司、400+微流控工厂
80 40 25.6
2015 2016 2017 2018
产品收入 并购 专利
2017年全球微流控产品收入90 亿美元,年增长率在18%左右
2015年之后产生的并购交易 达250亿美元
全球范围内有4500+微流控 专利
THANKS!
华迈兴微“极光”M2微流控化学发光分析仪
09 国内微流控行业重点企业
达安基因
中山大学达安基因股份有限公司依托中山大学雄厚的科研平台,是以分子诊断技术为主导的集临床检 验试剂和仪器的研发、生产、销售以及全国连锁医学独立实验室临床检验服务为一体的生物医药高科 技企业。公司于2004年8月在深圳证券交易所挂牌上市,成为广东省高校校办产业中第一家上市公司。
常见的商品化数字核酸扩增检测检验平台
07 微流控芯片的应用
微化工
传统化工过程中的“三传一反”在微尺度下可得到强化,基于微流控技术发展起来的微化工 ,可实现化工过程“更好”、“更快”、“更安全环保”、“更经济”的优势,有望解决传 统化工存在的设备投资大、运行和维护成本高、过程能耗、安全系数高等问题。
芯片设计制造
分子诊断
08 微流控芯片相关企业
国内企业
细பைடு நூலகம்检测
免疫诊断
生化检测
09 国内微流控行业重点企业
博晖创新——HPV分子诊断爆款
北京博晖创新光电技术股份有限公司成立于2001年,坐落于北京市中关村生命科学园,是一家生物医 疗高新技术上市企业(股票代码:300318)。其研制出的微流控产品“微流控核酸检测系统” GENPLEX平台,上市一年时间因HPV检测而成为爆款,现已拥有了100家终端医院。
4.高通量药物筛选类芯片
小分子检测类芯片
化学合成类芯片
胚胎水平药物筛选类
细胞水平药物筛选类
分子水平药物筛选类
05 微流控芯片的分类
按芯片材质
PDMS芯片
玻璃芯片
塑料芯片
石英芯片
PMMA芯片
06 微流控芯片的加工工艺
微流控芯片的加工技术起源于微机 电加工技术,针对不同材质的芯片 ,其加工工艺过程有所区别,目前 出现的微流控芯片加工技术有光刻 和蚀刻技术、等离子体蚀刻技术、 模塑法、软刻蚀法、微接触印刷法 、热压法等,以最常见的PDMS和玻 璃两种材质为例,其加工工艺流程 如右图所示:
“更好”
“更快”
高收率 更好的选择性
高时空收率 高生产能力
“更安全环保”
绿色化学工程 降低危险化学反应
的风险
微化工
“更经济”
低资金投入 低运行、低维护
成本
08 微流控芯片相关企业
国外企业
目前微流控行业全球有700+公司,微流控工厂数量有400+,国外相关企业主要是医疗保健、 生物制药、生物诊断等类型公司,不乏一些大型上市企业,这些企业的微流控产品主要为测 序仪、生化检测仪、及时诊断类仪器。
09 国内微流控行业重点企业
万孚生物
广州万孚生物技术有限公司自1992年成立以来,致力于从事医学检验诊断产品的研发、生产和经营, 该企业构建了完善的胶体金与胶乳标记层析技术平台、荧光标记定量检测技术平台、干式生化以及电 化学定量检测、分子诊断等技术平台,产品涵盖传染病、妊娠、心血管疾病、毒品、肿瘤疾病、代谢 疾病等业务领域。2016年通过投资Atlas Genetics的方式,万孚生物拥有微流控产品io分子诊断测试 仪。
微流控芯片内单元构件的尺度使它有可能同时容纳分子、 细胞、仿生的组织,甚至器官,从而在芯片上构建组织与 器官仿生实验室。
微流控芯片技术的出现,解决常规细胞分析中遇到的难于 操纵、成分复杂且含量微小、无法提供复杂微尺度生长环 境等问题,从而实现从单细胞水平进行基因组学研究。
07 微流控芯片的应用
药物合成
美晶医疗CellRichTM自动化循环肿瘤细胞捕获设备
10 微流控芯片行业前景
市场容量
根据Yole电子产业消息预测,基于微流控的设备在2017年市场达到25亿美元,预计2022年达 到58亿美元,年复合增长率为18%。market&market预测,2017年微流控相关市场价值为80.28 亿美元,预计在预测近期内将以22.6%的复合增长率增长,到2023年将达到279.1亿美元。
PDMS芯片
玻璃芯片