微流體技術技術:下一代醫療技術的關鍵

無論是在 CAR-T 細胞療法的系統設計以及器官晶片(Organ-on-a-Chip)的製備過程中,都會使用 Diffusion Bonded Manifolds — 這是一種多層塑膠‑分配板,可用於控制、定量、混合液體,並進行感測監測。 與主要執行被動分配功能的傳統流道板相比,我們的匯流排在極小的安裝空間內整合了多種主動功能:優化的混合通道、最大限度減少死體積的介質分離閥技術,以及可量測溫度、流量、壓力、顏色和 pH‑值等參數的整合感測器。

技術創新之處在於,將精細結構的多層微通道、整合閥門和計量元件,以及直接嵌入的感測測量點相結合。 該製程設計使得這些功能能夠以經濟高效的方式大量生產。 這使得生物技術、醫療技術和半導體應用領域的系統更加緊湊、可靠且易於驗證。

為此,Diffusion Bonded Manifolds 獲得了2026 年 Hermes 獎提名。 該獎項是世界上最負盛名的行業獎項之一,每年在漢諾威工業博覽會上頒發,以表彰傑出的創新成果。

從毛細力到液面壓力

從毛細力到液面壓力

就像自然界中一樣,僅靠毛細作用力不足以將液體輸送到葉片的最末端 — 液體只會略高於液面。 大自然透過蒸發產生負壓,而我們在展覽中則使用精確控制的真空來提供這種負壓。 這樣就能將液體吸入 Bonded Manifold 中。 藉由「液面壓力」(Pressure-over-Liquid),系統再次排空 - 從而形成一個循環。

高精度劑量

Diffusion Bonded Manifolds:高精度定量控制

液體通過 Festo 製造的 Diffusion Bonded Manifold,按照預定的模式,透過兩個耐介質閥門的精確時序交替工作進行泵送。 這展示了如何精確控制液體劑量。

實驗室環境中的液體處理

Diffusion Bonded Manifolds:Diffusion Bonded Manifolds

96 份樣本可透過八通道定量頭,精準且快速地分注至微孔板中。 隨後,運用微流體技術將其中一個樣本分離成許多小樣本。 該過程將通過顯微鏡進行監控。 之後,整個系統再次被清空。

感測器整合

Diffusion Bonded Manifolds:感測器整合

在這裡,Festo 展示了如何運用匯流排的通道結構來混合和分析液體。 整合的流量和壓力感測器可確保穩定運作。 液體混合會引起顏色變化,這種變化可以透過光學感測器檢測。 有針對性地注入系統中的氣泡會被偵測出來並自動移除。

整合氣動閥

Diffusion Bonded Manifolds:整合氣動閥

整合到匯流排中的氣動膜片閥控制兩種不同的介質,透過液面加壓供液將介質輸送到 Festo 標誌的各個字母。 在此過程中,膜片閥由外部閥組驅動,該閥組透過壓縮空氣介面連接。


Diffusion Bonded Manifolds:滿足最高要求的精準流體解決方案


Diffusion Bonded Manifolds 結合了精確的通道結構、各層的無污染連接和精巧的設計。 這是透過 HADB(High Accuracy Diffusion Bonding,高精度擴散鍵合)技術達成,該技術能夠以最高的精度製造壓克力和 Ultem 通道板。 結合 VYKA、VYKB 和 VYKC 系列的介質分離閥,Festo 可以提供一站式的微流體解決方案。

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Festo — 您在生命科學領域的自動化合作夥伴

Festo 提供靈活的自動化解決方案,支援將創新療法轉化為臨床實踐,並在需要的地方提供最先進的生物技術。 我們擁有豐富的產品目錄,同時我們也為實驗室、診斷和生物製程應用開發客製化解決方案:從精確的液體和氣體計量到可擴展的模組化系統。 運用在氣動、電氣、軟體和人工智慧方面的產品組合,我們與客戶攜手合作打造完美的無縫自動化解決方案。