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微流控芯片;设计|制作|加工;配件;应用试剂盒;项目及基金申请;项目研发;MMMLLPDMS微流控芯片;微流控芯片打孔器;微流控芯片接头;微流控芯片试剂盒
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电话号码：含光微纳：剑指“非硅微纳制造”之巅
——掌握全球领先的微流控技术
微访谈：含光微纳创始人陈兢
采访背景：苏州含光微纳科技有限公司（以下简称：含光微纳）是微纳加工技术的创新者和开拓者，为业界提供微流控和生物芯片、先进封装和的研发和制造服务。作为全球技术最先进的微流控和生物芯片代工企业，公司通过持续的创新为即时诊断（POCT）、基因测序、环境保护、食品安全和科学研究等应用领域的客户提供有核心竞争力的高性价比芯片及耗材产品。更值得铭记的是：2015年最后一天含光微纳完成了A轮融资交割，可能创造了中国MEMS企业第一轮估值的最高纪录。为此，采访了含光微纳首席科学家陈兢博士，带领大家一起感受“含光之剑”的锐利，“视之不可见，运之不知有，其所触也，泯然无际，经物而物不觉。”
陈兢简介：陈博士是北京大学教授、含光微纳创始人，在微纳制造领域有20多年的研究经验。经过20多年的研发，他开创性地将MEMS工艺和精密加工交叉融合，形成了全新的产业链，不仅实现了金属、聚合物、硬脆材料等多种材料的规模化微纳加工，而且加工成本呈数量级下降。这一研究成果证明了中国制造也能做到世界第一，改变了中国制造低端廉价的传统观念。
麦姆斯咨询：请您分享全球微流控市场情况，您最看好的微流控应用领域是什么？
陈兢：微流控技术是把生物、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，自动完成分析全过程。由于医药研究和体外诊断市场需求，促使微流控和生物芯片市场快速增长，Yole Development预测微流控芯片市场将从2013年的14亿美元增长到2018年的57亿美元，复合年增长率高达28%。
微流控芯片应用领域包括基因测序、基因重组、药物输运、分析设备、临床诊断、即时诊断、工业和环境测试、制药和生命科学等领域。由于制药和基因测序等领域的上游仍然主要由欧美发达国家垄断，在中国目前最有潜力的微流控应用领域毫无疑问是POCT（即时诊断）。微流控芯片用于POCT的优势在于灵敏度高、批间差小、能实现多通道处理、试剂用量少和耗材成本低。由于成本控制的原因，POCT微流控芯片的主要材料是聚合物，这也是公司目前研发、生产和销售的主要方向。
麦姆斯咨询：请您简单介绍一下含光微纳的公司情况和发展历程。
陈兢：苏州含光微纳科技有限公司是微纳加工技术的创新者和开拓者，为业界提供生物芯片、先进封装和MEMS的研发和制造服务。作为全球技术最先进的微流控与生物芯片代工企业，公司通过持续的创新为POCT、基因测序、环境保护、食品安全、生物安全和科学研究等应用领域的客户提供有核心竞争力的高性价比芯片耗材产品。
含光微纳2014年呱呱坠地，2015年崭露头角，2016年全速前行。2015年，公司在成立一年之际成为苏州工业园区科技领军人才创新创业工程首批7个重大领军团队之一，并且获评苏州市姑苏创新创业领军人才；2015年年底，公司获得世界500强公司旗下创投A轮投资，成为中国MEMS领域首轮融资估值最高的公司。目前公司已具备完整的设计、研发和生产能力，建成了万级净化车间并实现了多款微流控芯片的量产，产品销售到国内外数十家客户。预计公司未来三年将实现高速增长，销售额突破5000万元。
麦姆斯咨询：国内微流控产业链的薄弱环节，含光微纳可以解决那些问题？含光微纳如何帮助用户降低研发成本，迅速完成量产验证，进而缩短微流控产品上市时间？
陈兢：微流控芯片集成系统正从桌面型或大型设备向便携式或手持式发展；检测模式从实验室检测到即时检测（POCT）、移动医疗方向发展；应用领域也从医疗诊断向环境、食品安全领域扩展。典型微流控芯片的特征尺寸在数十微米，随着生物医学的发展，微流控芯片的特征尺寸有进一步减小趋势，并且图形进一步复杂化，以提升微流控芯片的驱动、分离和检测性能。
仪器、耗材和试剂是医疗仪器的三大核心要素。随着微流控技术的发展，微流控芯片取代了原来最不起眼的耗材（试管和试剂盒），一跃成为仪器的核心。当大量的国内医疗企业希望用微流控来进行产品升级和新产品开发的时候，发现市场上找不到专业的微流控与生物芯片ODM和OEM供应商，产业链严重缺失。具体来说，我国在芯片设计、芯片制造等各个环节上都非常薄弱：芯片设计面临的主要问题是开发周期；芯片制造面临的主要问题是成本控制；而更重要的问题是技术导入，即如何让客户在立项之前相信微流控适用于自己的产品。含光微纳经过多年的市场观察和耕耘，在三个方面都研发出了创新的解决方案，帮助用户降低研发成本，迅速完成量产验证，进而缩短微流控产品上市时间。
（1）技术导入
在国内，90%以上的医疗企业并不真正了解微流控，对微流控这样一项新技术的可谓又爱又怕。爱的是它的高性能和高附加值，怕的一旦无法解决问题，企业投入付之东流，因此在立项的时候犹豫不决。含光微纳针对目前国内市场现状，研发出一系列“标准化微流控芯片”并以低于百元的价格现货供应。辅以高附加值的技术服务，可以迅速搭建平台，对客户提出的检测指标进行验证，最快2周就能帮助客户完成立项前的测试工作。
含光微纳的标准化芯片目前共有5大系列，已在京东商城上线销售，含光京东旗舰店（hicomp.jd.com）也成为全球首家微流控电商平台。标准化芯片使用标准载玻片尺寸、标准接口和微流控经典流道设计，能完成液滴生成、混合、分选、萃取等常见微流控操作。公司还为标准化芯片设计了专用的接口夹具，极大的方便了客户的使用。公司不仅为每个产品提供了详细的使用手册，而且能针对客户的需求提供专门的测试方案，甚至提供上门服务，极大的增强了客户对微流控和公司技术的信心。
（2）ODM设计阶段
在设计阶段客户面临的主要问题是设计周期长，并且设计成功的样品一般使用PDMS制作，由于材料和成本的原因，在使用注塑工艺实现芯片量产之前还需要进行反复修改。从产品原型到芯片量产图纸“最后一公里”异常艰难。
针对ODM设计周期长的问题，含光微纳研发出面向POCT的表面力驱动解决方案、面向数字PCR的液滴生成器解决方案等一系列微流控芯片设计方案，在此基础上根据客户的不同需求进行相关项目研发，将极大地缩短设计周期。
在制作芯片原型进行功能验证阶段，含光微纳推出“含光实验室”，采用公司自主研发、全球领先的聚合物微注塑技术，提供1000片全定制微注塑成形芯片产品，目前促销优惠价仅￥29999，这不仅极大的降低了客户研发成本，而且由于工艺相同，经过验证的芯片能无缝过渡到产品注塑量产，解决了ODM“最后一公里”的问题。
（3）OEM量产阶段
量产阶段的成本控制是新产品的生存之本。由于微流控和生物芯片一般配合仪器销售，各医疗公司普遍采用“大仪器、高消耗”的模式，即仪器低价出售甚至免费赠送，而芯片作为仪器耗材大量销售，成为主要的收入和利润来源，快速增长的即时诊断（POCT）微流控产品对成本尤其敏感。具体来说，对于大中企业而言，在技术升级的同时，需要维持原有的价格体系；对于初创企业而言，初期的制造成本太高，无法与市场中已有产品形成价格优势。当前，高精度、低成本的规模化制造技术已经成为微流控芯片发展的瓶颈。采用半导体工艺加工的芯片价格昂贵，缺乏市场竞争力；低成本的微注塑工艺受制于微小型模具制造和成形工艺，难以满足芯片特征尺寸的需求。
含光微纳依托完全自主知识产权的先进制造技术，解决了微小模具制造和成形工艺的问题，并且提供热压键合、超声键合、激光键合等完善的芯片封接方案。技术创新产生强大的竞争力，将满足客户对OEM产品成本的苛刻要求，以最快的速度提供给客户所需要的产品和服务，将迅速进入并占领国内市场，并逐渐打入国际市场。
麦姆斯咨询：简单介绍一下含光微纳的核心团队和知识产权情况。
陈兢：含光微纳已打造了一支年轻的、充满活力的创业团队，包括海内外顶尖技术人员和管理精英。目前公司拥有海外归国人员4名，博士5人，硕士10人，MBA 2人。核心高管平均拥有10年以上业界工作经验。公司运营总监毕业于东南大学法律系，苏州大学MBA，拥有13年外企管理经验。财务总监毕业于中国人民大学会计系，北京大学光华管理学院MBA，在多家世界500强外企和知名网络公司任职13年。技术总监毕业于瑞士联邦工学院，具有10年海外学习和工作经验。销售总监具有医学和生物学双重背景，从事IVD领域销售9年。工程部高级经理在外企工作10年，具有丰富的塑胶产品经验。随着公司业务的不断增长，公司将不断引进机械、电子、材料、微流控、生物医疗、销售和管理等各方面的人才，建立专业化的生产、销售和技术服务队伍，预计16年底将团队扩充到40人左右。
含光微纳已申请发明专利14项，其中3项已授权，申请实用新型专利1项并已授权，初步完成了专利布局，到今年年底，公司申请的专利数量将增加1倍。
麦姆斯咨询：含光微纳的核心技术在于工艺，包括金属微纳制造、聚合物微纳制造和硬脆材料微纳制造，他们三者之间有何相同和不同。
陈兢：生物医疗、消费电子、物联网和国防科技等重点和新兴领域正在向小型化、集成化和低成本的方向发展，对聚合物、玻璃和金属等多种材料的大规模低成本微纳制造技术提出了强烈的需求。目前，各种基于MEMS或者精密加工的制造方法在加工成本、加工效率、加工重复性、加工尺寸的可控制性和材料的适应性上难以满足大规模量产的要求，已成为相关产业发展的瓶颈。
含光微纳提出了全新的多材料微纳加工体系，开创性的将MEMS和精密加工交叉融合，形成了全新的产业链，实现了金属、聚合物、硬脆材料等多种材料的规模化微纳制造，是制造业的又一次革命。金属微结构、聚合物微结构和硬脆材料微结构，使用完全不同的工艺实现，同时又可以通过各种不同的工艺实现相互转换，在保持精度的前提下，实现更低成本，这就是多材料微纳制造这一新体系的魅力。
麦姆斯咨询：最近你们刚乔迁新居，请问苏州纳米城扩建的GMP新厂房进展如何？
陈兢：2014年我们还没有自己的办公室，2015年我们与其他公司合租，日公司整体搬迁生物纳米园A4-402，终于拥有了自己独立的办公室，公司发展进入新的快车道。
同时，我们在A4一层的净化车间也无法满足公司日益增长的研发和生产需求，在中科院育成中心和纳米城相关领导的帮助下，我们正在苏州纳米城建设930平米的新厂房，其中包含558平米的GMP净化车间，专门用于微流控与生物芯片量产，规划产能2000万片/年，将为公司未来3年的发展提供奠定基础。目前项目已经通过环评，预计今年底建成投产，并通过ISO9000、ISO14000、ISO13485等各项认证。
在这里我衷心的感谢苏州工业园区给领军人才提供热情高效的帮助和优惠政策！
麦姆斯咨询：你们既提供微流控芯片，有开展代工服务，两者之间是否存在商业冲突？比如用户担心自己的芯片被代工厂“窃密”。
陈兢：目前，微流控领域欧美发达国家虽然已发展数十年，但尚未形成规范和标准：如接口、标定方法等，各厂商的微流控芯片全是定制化产品。我们的标准微流控芯片产品使用标准载玻片尺寸、标准接口和经典设计，主要目的是帮助客户在定制化芯片开发之前，进行早期的方案验证，一般用户采购量在数十片左右，单价也相对比较昂贵。而量产代工是在芯片开发完成之后，根据图纸生产的定制化产品，产量一般在十万片以上。这两项业务，一个在产品开发之前，一个在产品开发完成之后，两者之间并没有商业冲突。
此外，我们标准化芯片模具的设计理念是小批量、多品类，即使我们的某款微流控芯片被客户直接采用，我们也会给客户重新定制专用量产模具进行大批量生产。
麦姆斯咨询：你们最近出货量较多的“标准化芯片”有哪些？其主要应用领域是什么？“量产代工”服务开展情况如何？
陈兢：我们最近出货量较多的“标准化芯片”主要有微通道芯片、液滴发生器芯片和混合器芯片，我们还将不断的研发新的“标准化芯片”，争取最终能达到20款左右，覆盖绝大部分微流控操作。
在“量产代工”业务方面，目前已经有不少于5款芯片进入小批量量产，预计今年底或者明年初，一批“Sculptured by Hicomp”的产品就会陆续上市。
麦姆斯咨询：除了微流控和生物芯片，含光微纳还擅长哪些MEMS产品？
陈兢：除了微流控和生物芯片，含光微纳在微波射频器件和三维封装方面也有深厚的技术积累，部分客户已经准备进入量产。
麦姆斯咨询：含光微纳的竞争优势有哪些？能否列举一些典型客户案例。
陈兢：含光的竞争优势就两个：做别人做不到的产品，做别人做不到的价格。用最优秀的技术，制造出最好的产品，这是公司商业模式的本质，也是用户获得的最大价值。含光微纳将通过持续的研发和市场的锤炼，保持技术的领先，将复杂的商业竞争化繁为简，使得竞争对手无法超越。
微流控芯片是医疗仪器的核心，在客户产品上市之前属于最高机密，做为一家专业从事芯片ODM/OEM的企业，我们与客户签有NDA，无法透露客户和产品的相关信息。我们的企业客户既包括世界500强，也包括生物医疗领域的标志性企业和上市公司，也有和我们一样奋斗的初创公司。作为负有历史责任感的企业，含光微纳力争把握中国微流控和生物芯片产业良好的发展势头，推动国内生物医疗产业转型升级。
麦姆斯咨询：2015年含光微纳市场营收是多少？预计2016年营收增幅如何？
陈兢：我们预计2016年营收超过一千万元，比2015年增长10倍。
麦姆斯咨询：含光微纳A轮融资之后，资金主要用于哪些方面？
陈兢：A轮融资主要用于购买必要的研发和生产设备、建设净化厂房、人才招募及市场营销。
麦姆斯咨询：含光微纳今后5年的目标是什么？更长远的目标是什么？
陈兢：生物医疗、消费电子、物联网等新兴领域的产品正在向小型化、集成化和低成本的方向发展，对聚合物、玻璃和金属等非硅材料的大规模低成本微纳制造技术提出了强烈的需求。目前，在硅基微纳制造领域，国内外已经有以台积电（TSMC）、中芯国际（SMIC）等为代表的多家巨无霸公司，但是在非硅微纳制造领域，放眼全球，还没有一家标志性的企业。含光微纳立志成为非硅微纳制造和生物芯片行业的全球标志性企业，并将产品线延伸到消费电子、物联网和国防科技等领域，5年内产值过亿，成为江苏省纳米领域的领军企业，进而发展成为纳米领域的国家队。苏州工业园区孵化，苏州创造！中国创造！
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>> 微流控芯片为什么这样强悍
微流控芯片为什么这样强悍
来源：生物谷|孔静
日讯 /生物谷BIOON/ --从1990年Manz等人首次提出了微型全分析系统的概念，到2003年Forbes杂志将微流控技术评为影响人类未来15件最重要的发明之一，微流控技术得到了飞速的发展，其中的微流控芯片技术作为当前分析科学的重要发展前沿，在生物、化学、医药等领域都发挥着巨大的作用，成为科学家手中流动的"芯"。
微流控芯片技术
微流控，是一种精确控制和操控微尺度流体，尤其特指亚微米结构的技术。通过在微尺度下流体的控制，在20世纪80年代，微流控技术开始兴起，并在DNA芯片，芯片实验室，微进样技术，微热力学技术等方向得到了发展。
微流控分析芯片最初在美国被称为"芯片实验室"(lab-on-a-chip)，在欧洲被称为"微整合分析芯片"(micrototal analytical systems)，它是微流控技术(Microfluidics)实现的主要平台，可以把生物、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，自动完成分析全过程。有着体积轻巧、使用样品及试剂量少，且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点的微流控芯片，在生物、化学、医学等领域有着的巨大潜力，近年来已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
微流控芯片的原理
微流控芯片采用类似半导体的微机电加工技术在芯片上构建微流路系统，将实验与分析过程转载到由彼此联系的路径和液相小室组成的芯片结构上，加载生物样品和反应液后，采用微机械泵。电水力泵和电渗流等方法驱动芯片中缓冲液的流动，形成微流路，于芯片上进行一种或连续多种的反应。激光诱导荧光、电化学和化学等多种检测系统以及与质谱等分析手段结合的很多检测手段已经被用在微流控芯片中，对样品进行快速、准确和高通量分析。微流控芯片的最大特点是在一个芯片上可以形成多功能集成体系和数目众多的复合体系的微全分析系统？微型反应器是芯片实验室中常用的用于生物化学反应的结构，如毛细管电泳、聚合酶链反应、酶反应和DNA 杂交反应的微型反应器等 。其中电压驱动的毛细管电泳(Capillary Electrophoresis ， CE) 比较容易在微流控芯片上实现，因而成为其中发展最快的技术。它是在芯片上蚀刻毛细管通道，在电渗流的作用下样品液在通道中泳动，完成对样品的检测分析，如果在芯片上构建毛细管阵列，可在数分钟内完成对数百种样品的平行分析。自1992 年微流控芯片CE 首次报道以来，进展很快？首台商品仪器是微流控芯片CE ( 生化分析仪，Aglient) ，可提供用于核酸及蛋白质分析的微流控芯片产品。
微流控芯片的发展
微全分析系统的概念是在1990年首次由瑞士Ciba2Geigy公司的Manz与Widmer提出的，当时主要强调了分析系统的"微"与"全"，及微管道网络的MEMS加工方法，而并未明确其外型特征。次年Manz等即在平板微芯片上实现了毛细管电泳与流动。微型全分析系统当前的发展前沿。微流控分析系统从以毛细管电泳分离为核心分析技术发展到液液萃取、过滤、无膜扩散等多种分离手段。其中多相层流分离微流控系统结构简单，有多种分离功能，具有广泛的应用前景。已有多篇文献报道采用多相层流技术实现芯片上对试样的无膜过滤、无膜渗析和萃取分离。同时也有采用微加工有膜微渗析器完成质谱分析前试样前处理操作的报道。流控分析系统从以电渗流为主要液流驱动手段发展到流体动力、气压、重力、离心力、剪切力等多种手段。
直至今日，各国科学家在这一领域做出更加显著地成绩。微流控技术作为当前分析科学的重要发展前沿，在研究与应用方面都取得了飞速的发展。
微流控芯片的特点
芯片集成的单元部件越来越多，且集成的规模也归来越大，使着微流控芯片有着强大的集成性。同时可以 大量平行处理样品，具有高通量的特点，分析速度快、耗低，物耗少，污染小，分析样品所需要的试剂量仅几微升至几十个微升，被分析的物质的体积甚至在纳升级或皮升级。
廉价，安全，因此，微流控分析系统在微型化。集成化合便携化方面的优势为其在生物医学研究、药物合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生物试剂的检测等众多领域的应用提供了极为广阔的前景。
微流控芯片的前景
微流控分析芯片最初只是作为纳米技术革命的一个补充，在经历了大肆宣传及冷落的不同时期后，最终却实现了商业化生产。微流控分析芯片最初在美国被称为"芯片实验室"(lab-on-a-chip)，在欧洲被称为"微整合分析芯片"(micrototal analytical systems)，随着材料科学、微纳米加工技术和微电子学所取得的突破性进展，微流控芯片也得到了迅速发展，但还是远不及"摩尔定律"所预测的半导体发展速度。
原则上，微流控芯片可以用于各个分析领域，如生物医学、新药物的合成与筛选、以及食品和商品检验、环境监测、刑事科学、军事科学和航天科学等其他重要应用领域，其中生物分析是热点。目前其应用主要集中在核酸分离和定量、DNA 测序、基因突变和基因差异表达分析等。另外，蛋白质的筛分在微流控芯片中也已有报道针对病原微生物基因组的特征性片段、染色体DNA 的序列多态型？基因变异的位点及特征等，设计和选择合适的核酸探针，经PCR 扩增后检测，就能获得病原微生物种属、亚型、毒力、抗药、致病、同源性、多态型、变异和表达等信息，为疾病的诊断和治疗提供一个很好的切入点。
国际上公认的PCR 产物检测共有五种方法，按其灵敏度高低顺序排列为：毛细管电泳法、固相杂交法、液相杂交法、高压液相杂交法和凝胶电泳法(不推荐临床) 。微流控芯片CE 以毛细管电泳为该芯片主体，无需进行探针杂交，受检样品的信号获得率接近百分之百。微流控芯片CE 可检测15~7500bp范围的PCR 产物，分辨率可达20bp ，样品微量化使扩散进一步减少，分离效果极好，每孔可供多个不同的PCR 产物作同时分析。
我国在微流控分析方面的研究虽然起步较国外晚了四到五年，但在多个相关的学科领域都具有足够的积累与优势，我国具有世界上最大的微流控芯片市场，用中国的芯片产品占领这一市场是我国科学家责无旁贷的使命。3月26日多名微流控领域的专家也将参加在上海举办的，共同对微流控的先进技术进行总结和分析，对我国的微流控芯片研究领域进行更多的解读。相信经过不懈的努力，微流控芯片蓬勃的发展在我国很快将会到来。（生物谷Bioon.com）
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