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1.无膜集成式微流控热流量传感器:推动 Lab-on-a-chip 技术迈向精准化应用...
无膜集成式微流控热流量传感器（MTFS）通过创新设计与工艺突破，解决了习惯流量传感器在微流控芯片中精度低、兼容性差、无法集成等核心问题，推动Lab-on-a-chip（LOC）技术向精准化、便携化方向迈进。1. 行业背景：微流控技术与流量控制的核心矛盾需求驱动：老龄化与传染病频发推动LOC设备在医疗诊断、基因组学分析等领域的应用，需实现纳升级液体操控、单细胞分析及多步反应集成。习惯方案局限：注射泵：响应慢、流量波动大。蠕动泵：精度低、脉动明显，难以满足3D细胞培养芯片、器官芯片等高端需求。外接流量传感器：导管引入的死体积破坏微流控微量操控优势。材料与工艺瓶颈：PDMS芯片：柔软性、温度敏感性导致流道截面积不稳固，化学耐受性差，无法适配腐蚀性试剂。习惯传感器：与MEMS工艺不兼容，难以集成到芯片内部，限制设备小型化
2. 核心创新：无膜微流控热流量传感器（MTFS）的设计突破结构设计：无膜结构：传感元件（加热器RH、上下游量热传感器RU1/RU
2、RD1/RD2及参考温度传感器RREF1/RREF2）制备于玻璃微流控芯片外表面，避免与液体直接接触，防止腐蚀并承受更高压力。硅-玻璃键合：硅晶圆通过深硅刻蚀工艺加工400×50μm矩形微流道，搭配150μm厚硼硅玻璃晶圆（可减薄至100μm提升灵敏度），兼顾结构稳固性与热传导效率。兼容性优势：MEMS工艺兼容：支持光刻、电子束蒸发镀膜、阳极键合等成熟技术，可在4英寸晶圆上批量生产。多通道集成：可根据需求设计多个独立MTFS单元，适配多通道器官芯片、高通量样本制备系统。（a）MTFS工作原理示意图；（b）集成MTFS的硅玻璃微流控器件剖面图；（c）MTFS控制PCB示意图；（d）加热器附近玻璃外表面的温度场分布；（e）150μm厚玻璃晶圆的MTFS仿真结果；（f）通道尺寸优化曲线
3. 关键工艺：从仿真优化到晶圆级量产的全流程保障仿真优化：模型构建：采用COMSOL Multiphysics软件构建3D热质传递模型，结合MATLAB数据处理，研究微流道尺寸（50×50μm至2000×200μm）和玻璃厚度对传感器性能的影响。参数优化：最佳微流道尺寸：400×50μm（平衡“微流控限制”与“灵敏度限制”）。玻璃厚度减薄至100μm时，灵敏度提升70%。加热器与量热传感器最佳间距：250-500μm（最大化温度场不对称性）。制造流程：光刻：在硅晶圆上制备SU-8光刻胶模具，使用紫外光刻机（如UV-KUB3）实现高精度图形化。深硅刻蚀（DRIE）：制作硅基微流道与通孔（TSV），并通过阳极键合封装硅与玻璃晶圆。传感元件沉积：在玻璃表面电子束蒸发沉积镍（99.995%纯度）作为热阻传感元件，覆盖二氧化硅（99.99%纯度）钝化层确保稳固性。流体接口加工：使用微流控芯片打孔器加工接口，搭配EPDM密封环防漏。原型验证：先通过PDMS芯片验证技术可行性，再转向硅-玻璃量产工艺，降低研发风险。（a）MTFS制造技术步骤；（b）测试显微照片；（c）切割晶圆与器件组装
4. 性能验证：精度、响应与稳固性的全面突破精度测试：流量范围：2-30μL/min内，相对误差<5%，绝对误差在30μL/min时<1μL/min，近零流量时<0.4μL/min，与科里奥利传感器高度吻合。响应速度：上升时间（T1）：0→90%满量程响应时间比习惯热流量传感器缩短9%。下降时间（T2）：100%→10%满量程响应时间缩短12%，且无超调现象（习惯科里奥利传感器超调>20%）。长期稳固性：连续运行数百小时性能无衰减，可直接用于含蛋白质、酸碱试剂的生物样本测量。校准效率：自动化校准算法通过3-20次全量程阶梯流量循环，12-40分钟内完成单芯片校准，支持多芯片同步校准。（a）实验装置示意图；（b）参考传感器与MTFS滤波数据；（c）校准曲线；（d）绝对精度；（e）相对精度；（f）阶梯流量响应曲线
5. 行业价值：赋能多领域微流控应用升级医疗诊断：集成MTFS的LOC设备可实现病原体快速检测、单细胞分析，搭配类器官芯片精准控制培养液流量，为个性化医疗提供稳固平台。基因组学：高精度流量控制保障核酸提取、PCR扩增的试剂配比精度，提升测序效率。石油化工：适配微流控纳米乳液发生器，实现原油破乳剂的微量精准注入。产业影响：成本降低：兼容MEMS代工与4英寸晶圆量产，吸引器官芯片公司、微流控设备厂商布局高端LOC产品。技术集成：未来与化学传感、流量驱动元件集成，有望形成全功能便携式微流控系统，推动“人体器官芯片”“芯片实验室”从实验室走向临床
6. PDMS芯片加工设备与工艺补充PDMS芯片优势：透明、弹性好、生物相容性高，适合快速原型制备。加工流程：模具制备：使用SU-8光刻胶通过光刻工艺制备高分辨率模具（线条宽度>2μm，深宽比1:1至2:1）。芯片制备：通过PDMS浇筑器、脱泡器、烘箱、打孔器、切割器及等离子键合机完成芯片加工。设备支持：顶旭微控提供桌面光刻机、匀胶机、显影机等全套PDMS芯片加工平台，助力高质量器官芯片/细胞培养芯片制备。PDMS芯片加工平台与成品展示。总结：MTFS通过无膜设计、MEMS兼容工艺及全流程优化，解决了微流控芯片流量传感的核心难题，为LOC设备的精准化、便携化提供了关键技术支撑，推动生物医学、化工等领域的应用升级。
2.基于ST的STM32F030K6T6的超声波氧气浓度传感器模块方案
大大通——大联大线上技术支持平台& 方案知识库 大大通 ST原厂频道——提供ST意法半导体完整方案、产品、技术详解！医用设备中的超声波氧气和流量传感器在新冠疫情下需求激增，对于患者治疗至关重要。氧气浓度和流量的实时监控和测量在医疗设备中扮演着重要角色。超声波时差法是一种通过观测超声波在介质中的顺流和逆流的传播时间差来间接测量流体流速进而计算流量的技术。该方法仅取决于流量和几何形状，不依赖于温度、气体成分、湿度或压力，具有很高的测量准确性和稳固性。此方案采用STM32F030K6T6主控芯片，结合ST提供的SDK驱动，快速实现产品开发。同时采用LDO ME6203作为低成本LDO，满足全量程温度补偿需求，适用于CMC、CE、EMC以及ROHS认证要求。模块体积小巧，应用灵活，适用于各类医疗设备。超声波氧气浓度和流量传感器模块适用于氧气浓度和流量的检测，其检测范围覆盖了0~100%的氧气浓度（适用于20.5%~95.6%的PSA制氧机），以及0~10L/min的氧气流量。检测精度在5~45℃的温度范围内为±1.5%FS和±0.2L/min，分辨率分别为0.1%和0.1L/min，响应时间小于1.5秒和0.3秒。工作条件为-5°C~50℃，0~95%RH（非凝结），储存条件为-20°C~60°C，0~95%RH（非凝结）。工作电压为DC 4.75V~12.6V，纹波小于50mA，平均工作电流小于35mA。信号输出为UART_TTL(3.3V)。产品尺寸为W80*H22*D25(mm)，大小适中，方便集成于各种医疗设备中。大大通平台提供详尽的方案详情，包括1000+系统级应用方案，更有大联大700+FAE在线答疑，助力用户快速解决问题。
3.optris CTLT
4.柔性微流控登上Science:用于神经阻滞与镇痛
美国西北大学John A. Rogers团队联合俄勒冈大学与大连理工大学团队开发了一种柔性、生物可吸收的微流控装置，通过局部可控冷却实现神经阻滞与镇痛，相关研究发表于《Science》。该装置基于神经组织生理活性的负温度依赖性，能够在活体组织任意深度进行微创冷却，阻断神经复合动作电位传导，从而按需产生局部痛觉缺失，且使用后逐渐被人体溶解吸收，无需手术取回。研究背景与原理习惯化学类止痛药存在成瘾性，过量使用甚至会导致患者死亡。神经组织的代谢、电生理和离子活性具有反向的温度依赖性，当温度降至15℃以下时，哺乳动物神经复合动作电位传导的阻断就会发生。研究者基于此原理构建了具有实时温度反馈功能的可植入式微流控装置。装置结构与组成该微流控装置由多层结构组装而成：主体部分：由可降解生物弹性体聚柠檬酸 - 1