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微流控技術(shù)行業(yè)發(fā)展概括和相關(guān)企業(yè)介紹

1、微流控技術(shù)

微流控（Microfluidics）是一種使用微通道處理或操控微小流體的技術(shù)，且為涉及化學、流體物理、微電子、新材料、生物學和生物醫(yī)學工程的新興交叉學科技術(shù)，具有將生物、化學等實驗室的基本功能諸如樣品制備、反應(yīng)、分離和檢測等大型反應(yīng)或檢測系統(tǒng)縮微到一個幾平方厘米載體上的能力，其基本特征和最大優(yōu)勢是多種單元技術(shù)在整體可控的微小平臺上靈活組合、規(guī)模集成，符合現(xiàn)代科技發(fā)展微型化、集成化和智能化的趨勢，類似電子計算機由當年的“龐然大物”演變成由一個個微小的電路集成芯片組成的便攜系統(tǒng)，微流控反應(yīng)的載體通常被稱為“微流控芯片”。

微流控技術(shù)的發(fā)展歷程

資料來源：普華有策

2、微流控技術(shù)不同的實現(xiàn)路徑

在微流控技術(shù)中，微流體驅(qū)動和控制技術(shù)是實現(xiàn)微流體控制的前提和基礎(chǔ)。根據(jù)微流體驅(qū)動方式不同，主要分為兩類：主動型微流控和自驅(qū)式微流控。主動型微流控是利用外源性驅(qū)動力進行微流體操控的方式；而自驅(qū)式微流控通常是指利用表面親疏水特性或毛細力來進行流體的輸運與處理的方式，其特點是自驅(qū)動、無需額外泵源和能源。不同驅(qū)動方式的具體技術(shù)特點及應(yīng)用現(xiàn)狀如下：

微流控技術(shù)不同的特點及應(yīng)用現(xiàn)狀

資料來源：普華有策

3、微流控技術(shù)發(fā)展制約因素

（1）微流控芯片設(shè)計復(fù)雜

微流控芯片的微流道寬度尺寸較小，一般為微米級別的凹槽，其設(shè)計原理強調(diào)對微小流體的高度精確控制和操作，包括基于微通道、微閥門、試劑位分布、檢測系統(tǒng)以及流體性質(zhì)的控制等，需要精密的設(shè)計才能達到多試劑之間互不干擾精準輸出結(jié)果。

（2）微流控芯片生產(chǎn)制作工藝復(fù)雜，且成本高昂

微流控芯片的生產(chǎn)要考慮微流控芯片生產(chǎn)工藝，包括微流控芯片的模具設(shè)計、材質(zhì)選擇（兼顧性能和成本）、表面處理、芯片封裝等，涉及工業(yè)制造、力學、材料學、生物醫(yī)學等多個交叉學科，制造過程復(fù)雜。微流控芯片核心區(qū)域僅幾平方厘米大小，對加工精度、分析靈敏性等有非常高的要求。另外，由于芯片及封裝材質(zhì)對透光率要求高、生產(chǎn)工藝較復(fù)雜等原因，現(xiàn)有技術(shù)中制造的芯片的制作成本高、成品率低。在目前加工條件下，大多數(shù)企業(yè)的微流控芯片的生產(chǎn)成本在幾十到上千元區(qū)間。

（3）微流控設(shè)備設(shè)計考驗企業(yè)跨學科系統(tǒng)集成能力

為了適配微流控芯片需求，設(shè)備的設(shè)計需考慮芯片的控制和驅(qū)動、光源的發(fā)射和捕獲、光源數(shù)據(jù)的可視化處理及人機交互界面等諸多要素。如何實現(xiàn)多項互斥指標的均衡，是復(fù)雜的系統(tǒng)工程。微流控技術(shù)成果的落地，不僅僅需要性能良好的芯片設(shè)計及生產(chǎn)，亦需要精密穩(wěn)定的微流控設(shè)備提供支持。對微流控企業(yè)在機械設(shè)計、光學工程、電子工程及計算機軟件等多領(lǐng)域綜合能力提出較高的要求，是否能夠研制結(jié)構(gòu)簡單、便攜性強、穩(wěn)定性高的設(shè)備是微流控企業(yè)的核心競爭力之一。

4、微流控技術(shù)在體外診斷領(lǐng)域的應(yīng)用情況

微流控芯片由微米級流體的管道、反應(yīng)器等元件構(gòu)成，與宏觀尺寸的分析裝置相比，其結(jié)構(gòu)極大地增加了流體環(huán)境的面積/體積比，以最大限度利用液體與物體表面有關(guān)的包括層流效應(yīng)、毛細效應(yīng)、快速熱傳導(dǎo)和擴散效應(yīng)在內(nèi)的特殊性能，從而在一張芯片上完成樣品進樣、預(yù)處理、分子生物學反應(yīng)等系列實驗過程，與傳統(tǒng)體外診斷載體相比優(yōu)勢明顯，于20世紀90年代首次應(yīng)用于體外診斷行業(yè)，并成為微流控技術(shù)應(yīng)用最大的細分領(lǐng)域。微流控技術(shù)與傳統(tǒng)體外檢測載體相比優(yōu)勢如下：

（1）集成小型化與自動化，提高反應(yīng)效率

微流控技術(shù)能夠把樣本檢測的多個步驟集中在一張小小的芯片上，通過流道的尺寸和曲度、微閥門、腔體設(shè)計的搭配組合來集成這些操作步驟，最終使整個檢測集成小型化和自動化。在更小的尺度內(nèi)實現(xiàn)常規(guī)生化實驗室各項功能的同時，加快了反應(yīng)速度，提高了反應(yīng)效率，使得實驗可控性更強；同時避免了復(fù)雜分析流程可能帶來的誤操作，降低了對操作人員專業(yè)性和靠經(jīng)驗積累的要求，將傳統(tǒng)中心實驗室才能完成的檢測帶到病人或者用戶的身邊。

（2）高通量、多目標檢測

由于微流控可以設(shè)計成為多流道，通過微流道網(wǎng)絡(luò)可以同時將待檢測樣本分流到多個反應(yīng)單位，同時反應(yīng)單元之間相互隔離，使各個反應(yīng)互不相干擾，因此可以根據(jù)需要對同一個樣本平行進行多個項目的檢測。與常規(guī)逐個項目檢測相比，大大縮短了檢測的時間，提高了檢測效率，具有高通量的特點。

（3）檢測試劑消耗少，樣本量需求少

由于集成檢測的小型化，使微流控芯片上的反應(yīng)單元腔體非常小，雖然試劑配方的濃度可能有一定比例的提高，但是試劑使用量遠遠低于常規(guī)試劑，大大降低了試劑的消耗量。由于只在小小的芯片上完成檢測，因此需要被檢測的樣本量需求非常少，往往只需要微升甚至納升級別，此外還可以直接用全血進行檢測，對于嬰兒、老人、殘疾人這些血量少、靜脈采集困難的人群，使其檢測更加方便；或者是針對稀有的樣本，使其多項指標檢測成為可能。

（4）屏蔽外界污染

由于微流控芯片的集成功能，原先在實驗室里需要人工完成的各項操作全部集成到芯片上自動完成，使人工操作時樣本對環(huán)境的污染降低到最低程度。

5、行業(yè)內(nèi)部分企業(yè)介紹

（1）IDEXX（愛德士）

是全球動物疾病控制、飲用水質(zhì)安全和牛奶安全檢測領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，為全球超過175個國家提供產(chǎn)品和服務(wù)。IDEXX的業(yè)務(wù)線/產(chǎn)品線可分為寵物診斷、禽畜診斷、水質(zhì)檢測、其他，其中總寵物診斷（CompanionAnimalGroup，CAG）的診斷目標主要包括貓、狗等，IDEXX的寵物診斷業(yè)務(wù)為客戶提供包括血液、生化、尿液、凝血、血氣、內(nèi)分泌等項目在內(nèi)的診斷設(shè)備及耗材。同時，IDEXX憑借其旗下的80余家參考實驗室，進一步為全球50000多家動物診所提供診斷支持及咨詢服務(wù)。2023年全年綜合收入為36.61億美元，其中CAG產(chǎn)品診斷組合2023全年總營收為33.5億美元。

（2）Abaxis（愛貝斯）

是便攜式血液分析系統(tǒng)的全球開發(fā)商、制造商和營銷商，該系統(tǒng)廣泛用于人類或獸醫(yī)患者護理中的各種醫(yī)學專業(yè)，為臨床醫(yī)生提供快速的血液成分測量。該公司的主要產(chǎn)品是醫(yī)療市場使用的護理點診斷儀器和耗材，以及獸醫(yī)市場使用的護理點診斷儀器和耗材。現(xiàn)已被全球動保龍頭碩騰（Zoetis）收購。

（3）成都斯馬特

致力于即時檢驗（POCT）診斷設(shè)備和試劑的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。主要產(chǎn)品包括生化分析儀、獸用生化分析儀、免疫分析儀、生化試劑等，產(chǎn)品銷售于歐洲、美洲、亞洲和非洲等全球30多個國家和地區(qū)。

（4）蘇州含光微納科技有限公司

全球技術(shù)先進的微流控與生物芯片代工企業(yè)，具有很強的研發(fā)和微納加工能力，其全球獨創(chuàng)的多材料微納制造技術(shù)，能在多種襯底上制作出高質(zhì)量的組件，為POCT、基因測序等應(yīng)用領(lǐng)域的客戶提供高性價比芯片耗材產(chǎn)品。

（5）南京嵐煜生物科技有限公司

專注于主動式微流控技術(shù)與智能化儀器一體化診斷檢測系統(tǒng)的創(chuàng)新，研發(fā)了一系列適合于基層醫(yī)療的即時即地檢測診斷產(chǎn)品，擁有微流控集成化檢測平臺、快速免疫診斷平臺等，產(chǎn)品涵蓋心臟病、感染、糖尿病等病種檢測項目。

（6）北京博暉創(chuàng)新生物技術(shù)集團股份有限公司

是一家在分子診斷、免疫診斷等領(lǐng)域具有重要影響力的企業(yè)，在微流控技術(shù)方面也有深入的研究和應(yīng)用，其微流控產(chǎn)品在臨床診斷中發(fā)揮著重要作用，不斷推出創(chuàng)新的診斷技術(shù)和產(chǎn)品，為醫(yī)療健康事業(yè)提供支持。

（7）天津微納芯科技有限公司

在生化分析、臨床檢驗等領(lǐng)域有著豐富的經(jīng)驗和技術(shù)積累，其微流控技術(shù)產(chǎn)品具有較高的準確性和穩(wěn)定性，致力于為醫(yī)療檢測提供先進的技術(shù)和設(shè)備，不斷提升產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。

《2025-2031年微流控技術(shù)行業(yè)市場調(diào)研及發(fā)展趨勢預(yù)測報告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)/專利、競爭格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動因素、市場前景預(yù)測，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風險等內(nèi)容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調(diào)研項目、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認證、市場占有率報告、十五五規(guī)劃、項目后評價報告、BP商業(yè)計劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍白皮書、國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè)認證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。（PHPOLICY:GYF）