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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(xué)、流體物理、微電子、新材料、生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程的新興交叉學(xué)科技術(shù)，具有將生物、化學(xué)等實(shí)驗(yàn)室的基本功能諸如樣品制備、反應(yīng)、分離和檢測(cè)等大型反應(yīng)或檢測(cè)系統(tǒng)縮微到一個(gè)幾平方厘米載體上的能力，其基本特征和最大優(yōu)勢(shì)是多種單元技術(shù)在整體可控的微小平臺(tái)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(shì)，類似電子計(jì)算機(jī)由當(dāng)年的“龐然大物”演變成由一個(gè)個(gè)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(shí)現(xiàn)路徑

在微流控技術(shù)中，微流體驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)微流體控制的前提和基礎(chǔ)。根據(jù)微流體驅(qū)動(dòng)方式不同，主要分為兩類：主動(dòng)型微流控和自驅(qū)式微流控。主動(dòng)型微流控是利用外源性驅(qū)動(dòng)力進(jìn)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(xì)力來進(jìn)行流體的輸運(yùn)與處理的方式，其特點(diǎn)是自驅(qū)動(dòng)、無(wú)需額外泵源和能源。不同驅(qū)動(dòng)方式的具體技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀如下：

微流控技術(shù)不同的特點(diǎn)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(jì)復(fù)雜

微流控芯片的微流道寬度尺寸較小，一般為微米級(jí)別的凹槽，其設(shè)計(jì)原理強(qiáng)調(diào)對(duì)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(cè)系統(tǒng)以及流體性質(zhì)的控制等，需要精密的設(shè)計(jì)才能達(dá)到多試劑之間互不干擾精準(zhǔn)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(jì)、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(xué)、材料學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)交叉學(xué)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(duì)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(duì)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(jì)考驗(yàn)企業(yè)跨學(xué)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(jì)需考慮芯片的控制和驅(qū)動(dòng)、光源的發(fā)射和捕獲、光源數(shù)據(jù)的可視化處理及人機(jī)交互界面等諸多要素。如何實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)互斥指標(biāo)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(jì)及生產(chǎn)，亦需要精密穩(wěn)定的微流控設(shè)備提供支持。對(duì)微流控企業(yè)在機(jī)械設(shè)計(jì)、光學(xué)工程、電子工程及計(jì)算機(jī)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(jiǎn)單、便攜性強(qiáng)、穩(wěn)定性高的設(shè)備是微流控企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)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(jí)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(xì)效應(yīng)、快速熱傳導(dǎo)和擴(kuò)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(jìn)樣、預(yù)處理、分子生物學(xué)反應(yīng)等系列實(shí)驗(yàn)過程，與傳統(tǒng)體外診斷載體相比優(yōu)勢(shì)明顯，于20世紀(jì)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(xì)分領(lǐng)域。微流控技術(shù)與傳統(tǒng)體外檢測(cè)載體相比優(yōu)勢(shì)如下：

（1）集成小型化與自動(dòng)化，提高反應(yīng)效率

微流控技術(shù)能夠把樣本檢測(cè)的多個(gè)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(jì)的搭配組合來集成這些操作步驟，最終使整個(gè)檢測(cè)集成小型化和自動(dòng)化。在更小的尺度內(nèi)實(shí)現(xiàn)常規(guī)生化實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)功能的同時(shí)，加快了反應(yīng)速度，提高了反應(yīng)效率，使得實(shí)驗(yàn)可控性更強(qiáng)；同時(shí)避免了復(fù)雜分析流程可能帶來的誤操作，降低了對(duì)操作人員專業(yè)性和靠經(jīng)驗(yàn)積累的要求，將傳統(tǒng)中心實(shí)驗(yàn)室才能完成的檢測(cè)帶到病人或者用戶的身邊。

（2）高通量、多目標(biāo)檢測(cè)

由于微流控可以設(shè)計(jì)成為多流道，通過微流道網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)將待檢測(cè)樣本分流到多個(gè)反應(yīng)單位，同時(shí)反應(yīng)單元之間相互隔離，使各個(gè)反應(yīng)互不相干擾，因此可以根據(jù)需要對(duì)同一個(gè)樣本平行進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目的檢測(cè)。與常規(guī)逐個(gè)項(xiàng)目檢測(cè)相比，大大縮短了檢測(cè)的時(shí)間，提高了檢測(cè)效率，具有高通量的特點(diǎn)。

（3）檢測(cè)試劑消耗少，樣本量需求少

由于集成檢測(cè)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(cè)，因此需要被檢測(cè)的樣本量需求非常少，往往只需要微升甚至納升級(jí)別，此外還可以直接用全血進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)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(cè)更加方便；或者是針對(duì)稀有的樣本，使其多項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)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(shí)驗(yàn)室里需要人工完成的各項(xiàng)操作全部集成到芯片上自動(dòng)完成，使人工操作時(shí)樣本對(duì)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(dòng)物疾病控制、飲用水質(zhì)安全和牛奶安全檢測(cè)領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，為全球超過175個(gè)國(guó)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(cè)、其他，其中總寵物診斷（CompanionAnimalGroup，CAG）的診斷目標(biāo)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?dú)?、?nèi)分泌等項(xiàng)目在內(nèi)的診斷設(shè)備及耗材。同時(shí)，IDEXX憑借其旗下的80余家參考實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)一步為全球50000多家動(dòng)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(yíng)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(yíng)銷商，該系統(tǒng)廣泛用于人類或獸醫(yī)患者護(hù)理中的各種醫(yī)學(xué)專業(yè)，為臨床醫(yī)生提供快速的血液成分測(cè)量。該公司的主要產(chǎn)品是醫(yī)療市場(chǎng)使用的護(hù)理點(diǎn)診斷儀器和耗材，以及獸醫(yī)市場(chǎng)使用的護(hù)理點(diǎn)診斷儀器和耗材?，F(xiàn)已被全球動(dòng)保龍頭碩騰（Zoetis）收購(gòu)。

（3）成都斯馬特

致力于即時(shí)檢驗(yàn)（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(gè)國(guó)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(jìn)的微流控與生物芯片代工企業(yè)，具有很強(qiáng)的研發(fā)和微納加工能力，其全球獨(dú)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(cè)序等應(yīng)用領(lǐng)域的客戶提供高性價(jià)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(dòng)式微流控技術(shù)與智能化儀器一體化診斷檢測(cè)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(shí)即地檢測(cè)診斷產(chǎn)品，擁有微流控集成化檢測(cè)平臺(tái)、快速免疫診斷平臺(tái)等，產(chǎn)品涵蓋心臟病、感染、糖尿病等病種檢測(cè)項(xiàng)目。

（6）北京博暉創(chuàng)新生物技術(shù)集團(tuán)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(yàn)等領(lǐng)域有著豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累，其微流控技術(shù)產(chǎn)品具有較高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，致力于為醫(yī)療檢測(cè)提供先進(jìn)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(chǎng)調(diào)研及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》涵蓋行業(yè)全球及中國(guó)發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場(chǎng)規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)/專利、競(jìng)爭(zhēng)格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場(chǎng)需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場(chǎng)占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國(guó)家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。（PHPOLICY:GYF）