一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)

一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第1頁(yè)01什么是微流控芯片？微流控芯片：微流控芯片又稱為芯片試驗(yàn)室（Lab-on-a-chip），它是在一塊幾平方厘米（甚至更小）芯片上構(gòu)建微型試驗(yàn)室分析平臺(tái)，把生物和化學(xué)等領(lǐng)域中包括樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)，細(xì)胞培養(yǎng)、分選、裂解等基礎(chǔ)操作單元集成到一塊很小芯片上，由微通道形成網(wǎng)絡(luò)，以可控流體貫通整個(gè)系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)常規(guī)化學(xué)或生物試驗(yàn)室各種功效。微流控芯片被Business2.0雜志稱為“改變未來七種技術(shù)之一”一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第2頁(yè)02小芯片、大世界細(xì)胞培養(yǎng)組織與器官仿生單細(xì)胞功效蛋白組學(xué)一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第3頁(yè)03微流控芯片發(fā)展簡(jiǎn)史一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第4頁(yè)04微流控芯片特征01微流控芯片能夠?qū)崿F(xiàn)各種功效高度集成，微全分析系統(tǒng)便是一個(gè)經(jīng)典代表。高度集成02能將多個(gè)單元步驟集中在一張小小芯片上，經(jīng)過流道、微閥門、微泵等設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測(cè)集成小型化和自動(dòng)化小型、自動(dòng)化03因?yàn)橹辉谛⌒⌒酒贤瓿蓹z測(cè)，所以需要被檢測(cè)樣本量需求非常少，往往只需要微升甚至納升等級(jí)。樣本量消耗少因?yàn)槲⒘骺匦酒軐⑸?、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基礎(chǔ)操作單元集成到一塊微米尺度芯片上，且流體在微尺度空間表現(xiàn)出與宏觀尺度流體不一樣特征（如熱、質(zhì)傳遞效率、層流、電滲等），使其含有樣品消耗量少、分析速度快、操作成本底以及集成度高等優(yōu)勢(shì)。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第5頁(yè)05微流控芯片分類按應(yīng)用領(lǐng)域1.環(huán)境分析與監(jiān)測(cè)類芯片空氣質(zhì)量檢測(cè)芯片水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)芯片有毒有害化合物類重金屬監(jiān)測(cè)類芯片2.細(xì)胞培養(yǎng)與研究類芯片細(xì)胞層受創(chuàng)愈合研究芯片細(xì)胞相互作用研究流式細(xì)胞計(jì)數(shù)芯片細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng)芯片一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第6頁(yè)05微流控芯片分類按應(yīng)用領(lǐng)域3.化學(xué)分析類微流控芯片4.高通量藥品篩選類芯片芯片毛細(xì)管電泳類陰陽(yáng)離子濃縮芯片小分子檢測(cè)類芯片化學(xué)合成類芯片胚胎水平藥品篩選類細(xì)胞水平藥品篩選類分子水平藥品篩選類一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第7頁(yè)05微流控芯片分類按芯片材質(zhì)PDMS芯片玻璃芯片塑料芯片石英芯片PMMA芯片一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第8頁(yè)06微流控芯片加工工藝PDMS芯片玻璃芯片微流控芯片加工技術(shù)起源于微機(jī)電加工技術(shù)，針對(duì)不一樣材質(zhì)芯片，其加工工藝過程有所區(qū)分，當(dāng)前出現(xiàn)微流控芯片加工技術(shù)有光刻和蝕刻技術(shù)、等離子體蝕刻技術(shù)、模塑法、軟刻蝕法、微接觸印刷法、熱壓法等，以最常見PDMS和玻璃兩種材質(zhì)為例，其加工工藝流程如右圖所表示：一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第9頁(yè)07微流控芯片應(yīng)用歷經(jīng)二十多年研究與發(fā)展，如今微流控芯片含義已越來越豐富，其應(yīng)用領(lǐng)域也從分析化學(xué)平臺(tái)擴(kuò)展至醫(yī)學(xué)研究、藥品合成篩選、環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)、衛(wèi)生檢疫、司法判定、生物試劑檢測(cè)、微化工等眾多新領(lǐng)域。GD-MS微流控芯片醫(yī)學(xué)研究蛋白質(zhì)晶型篩選藥品合成分子診療環(huán)境監(jiān)測(cè)微化工3D打印PCR技術(shù)一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第10頁(yè)07微流控芯片應(yīng)用醫(yī)學(xué)研究微流控芯片高度集成化，微流控儀器往往含有操作簡(jiǎn)便，儀器價(jià)格相對(duì)廉價(jià)，小而輕，能快速出結(jié)果等優(yōu)勢(shì)，高度切合及時(shí)診療（POCT）發(fā)展需求。微流控芯片內(nèi)單元構(gòu)件尺度使它有可能同時(shí)容納分子、細(xì)胞、仿生組織，甚至器官，從而在芯片上構(gòu)建組織與器官仿生試驗(yàn)室。微流控芯片技術(shù)出現(xiàn)，處理常規(guī)細(xì)胞分析中碰到難于操縱、成份復(fù)雜且含量微小、無法提供復(fù)雜微尺度生長(zhǎng)環(huán)境等問題，從而實(shí)現(xiàn)從單細(xì)胞水平進(jìn)行基因組學(xué)研究。及時(shí)診療組織與器官仿生基因組學(xué)研究微流控芯片應(yīng)用層面，其重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域便集中在生命科學(xué)，在微流控芯片平臺(tái)上進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究已取得了很多進(jìn)展，彰顯了微流控芯片應(yīng)用在醫(yī)學(xué)研究中主要性。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第11頁(yè)07微流控芯片應(yīng)用藥品合成對(duì)于有些藥品合成過程，中間往往存在副反應(yīng)而影響了產(chǎn)物收率或純度，常規(guī)方法篩選目標(biāo)藥品存在成本極高，耗時(shí)長(zhǎng)且選擇性低等問題，而微流控芯片應(yīng)用成為處理這一類問題理想替換技術(shù)。目標(biāo)產(chǎn)物副產(chǎn)物采取微流控芯片技術(shù)合成苯基硼酸可得到選擇性很高產(chǎn)物，收率提升25%一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第12頁(yè)07微流控芯片應(yīng)用分析檢測(cè)微流控芯片發(fā)展之初便是微全分析系統(tǒng)，所以其在分析檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用是最成熟和最商業(yè)化。不論是藥品毒性檢測(cè)、環(huán)境、食物和水體污染檢測(cè)，還是司法判定中犯罪物證DNA檢測(cè)，以及數(shù)字核酸擴(kuò)增檢測(cè)(dDNA)中都能夠找到微流控應(yīng)用案列。常見商品化數(shù)字核酸擴(kuò)增檢測(cè)檢驗(yàn)平臺(tái)一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第13頁(yè)07微流控芯片應(yīng)用微化工傳統(tǒng)化工過程中“三傳一反”在微尺度下可得到強(qiáng)化，基于微流控技術(shù)發(fā)展起來微化工，可實(shí)現(xiàn)化工過程“更加好”、“更加快”、“更安全環(huán)境保護(hù)”、“更經(jīng)濟(jì)”優(yōu)勢(shì)，有望處理傳統(tǒng)化工存在設(shè)備投資大、運(yùn)行和維護(hù)成本高、過程能耗、安全系數(shù)高等問題。

微化工“更安全環(huán)境保護(hù)”綠色化學(xué)工程降低危險(xiǎn)化學(xué)反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)“更加好”高收率更加好選擇性“更經(jīng)濟(jì)”低資金投入低運(yùn)行、低維護(hù)成本“更加快”高時(shí)空收率高生產(chǎn)能力一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第14頁(yè)08微流控芯片相關(guān)企業(yè)國(guó)外企業(yè)當(dāng)前微流控行業(yè)全球有700+企業(yè)，微流控工廠數(shù)量有400+，國(guó)外相關(guān)企業(yè)主要是醫(yī)療保健、生物制藥、生物診療等類型企業(yè)，不乏一些大型上市企業(yè)，這些企業(yè)微流控產(chǎn)品主要為測(cè)序儀、生化檢測(cè)儀、及時(shí)診療類儀器。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第15頁(yè)08微流控芯片相關(guān)企業(yè)我國(guó)企業(yè)當(dāng)前，我國(guó)也涌現(xiàn)了大量初創(chuàng)微流控企業(yè)，主要集中分布在北上深及其周圍地域，企業(yè)類型分為芯片設(shè)計(jì)制造、分子診療、細(xì)胞檢測(cè)、免疫診療、生化檢測(cè)以及綜合性企業(yè)，其中上市企業(yè)也有近十家，不過我國(guó)微流控企業(yè)真正商業(yè)化產(chǎn)品還屈指可數(shù)，與國(guó)外企業(yè)在微流控產(chǎn)品商業(yè)化上仍有較大差距。芯片設(shè)計(jì)制造分子診療一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第16頁(yè)08微流控芯片相關(guān)企業(yè)我國(guó)企業(yè)細(xì)胞檢測(cè)免疫診療生化檢測(cè)一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第17頁(yè)09我國(guó)微流控行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)博暉創(chuàng)新——HPV分子診療爆款EncompassMDx芯片控制儀一次性芯片北京博暉創(chuàng)新光電技術(shù)股份有限企業(yè)成立于，坐落于北京市中關(guān)村生命科學(xué)園，是一家生物醫(yī)療高新技術(shù)上市企業(yè)（股票代碼：300318）。其研制出微流控產(chǎn)品“微流控核酸檢測(cè)系統(tǒng)”GENPLEX平臺(tái)，上市一年時(shí)間因HPV檢測(cè)而成為爆款，現(xiàn)已擁有了100家終端醫(yī)院。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第18頁(yè)09我國(guó)微流控行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)華邁興微——化學(xué)發(fā)光新銳華邁興微“極光”M2微流控化學(xué)發(fā)光分析儀華邁興微作為主要從事醫(yī)療即時(shí)診療設(shè)備化學(xué)發(fā)光免疫、分析儀以及配套心血管疾病標(biāo)志物試劑卡研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。關(guān)鍵產(chǎn)品“極光”M2微流控化學(xué)發(fā)光分析儀集“微流控+磁微粒分離+POCT”三大關(guān)鍵技術(shù)于一身，是全球第一臺(tái)微流控化學(xué)發(fā)光分析系統(tǒng)。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第19頁(yè)09我國(guó)微流控行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)達(dá)安基因中山大學(xué)達(dá)安基因股份有限企業(yè)依靠中山大學(xué)雄厚科研平臺(tái)，是以分子診療技術(shù)為主導(dǎo)集臨床檢驗(yàn)試劑和儀器研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及全國(guó)連鎖醫(yī)學(xué)獨(dú)立試驗(yàn)室臨床檢驗(yàn)服務(wù)為一體生物醫(yī)藥高科技企業(yè)。企業(yè)于8月在深圳證券交易所掛牌上市，成為廣東省高校校辦產(chǎn)業(yè)中第一家上市企業(yè)。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第20頁(yè)09我國(guó)微流控行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)萬孚生物廣州萬孚生物技術(shù)有限企業(yè)自1992年成立以來，致力于從事醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)診療產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)，該企業(yè)構(gòu)建了完善膠體金與膠乳標(biāo)識(shí)層析技術(shù)平臺(tái)、熒光標(biāo)識(shí)定量檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)、干式生化以及電化學(xué)定量檢測(cè)、分子診療等技術(shù)平臺(tái)，產(chǎn)品涵蓋傳染病、妊娠、心血管疾病、毒品、腫瘤疾病、代謝疾病等業(yè)務(wù)領(lǐng)域。年經(jīng)過投資AtlasGenetics方式，萬孚生物擁有微流控產(chǎn)品io分子診療測(cè)試儀。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第21頁(yè)09我國(guó)微流控行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)美晶醫(yī)療——液體活檢潛力股美晶醫(yī)療CellRichTM自動(dòng)化循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕捉設(shè)備2月9日，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）正式審核經(jīng)過寧波美晶醫(yī)療技術(shù)有限企業(yè)（NanoLiteSystems）自主研發(fā)新一代CellRichTM自動(dòng)化循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕捉設(shè)備。據(jù)悉，該設(shè)備是當(dāng)前我國(guó)唯一經(jīng)過國(guó)家認(rèn)證基于免疫磁篩選微流控芯片專利技術(shù)自動(dòng)化雙模式循環(huán)腫瘤細(xì)胞篩選設(shè)備，臨床數(shù)據(jù)顯示，可實(shí)現(xiàn)人體外周血中腫瘤細(xì)胞（CTC）精準(zhǔn)捕捉。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第22頁(yè)10微流控芯片行業(yè)前景市場(chǎng)容量25.6408094依據(jù)Yole電子產(chǎn)業(yè)消息預(yù)測(cè)，基于微流控設(shè)備在市場(chǎng)到達(dá)25億美元，預(yù)計(jì)2022年到達(dá)58億美元，年復(fù)合增加率為18%。market&market預(yù)測(cè)，微流控相關(guān)市場(chǎng)價(jià)值為80.28億美元，預(yù)計(jì)在預(yù)測(cè)近期內(nèi)將以22.6％復(fù)合增加率增加，到2023年將到達(dá)279.1億美元。-年微流控產(chǎn)業(yè)規(guī)模（億美元）相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品收入并購(gòu)專利700+企業(yè)、400+微流控工廠年全球微流控產(chǎn)品收入90億美元，年增加率在18%左右年之后產(chǎn)生并購(gòu)交易達(dá)250億美元全球范圍內(nèi)有4500+微流控專利微流控產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)狀況一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第23頁(yè)10微流控芯片行業(yè)前景我國(guó)市場(chǎng)前景當(dāng)前來講，微流控最大產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用場(chǎng)景還是在于體外診療（IVD）。而這一塊其實(shí)我國(guó)市場(chǎng)空間就尤其大，首先診療類醫(yī)療器械在整個(gè)醫(yī)療中主要性不言而喻，其次中國(guó)人口老齡化趨勢(shì)將對(duì)智能化診療檢測(cè)類醫(yī)療器械需求大大增加。另外，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來了互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療興起，而互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療最應(yīng)該處理問題就是智能化醫(yī)療檢測(cè)終端問題，這些都需要診療檢測(cè)類醫(yī)療器械。這些需求都將成為微流控產(chǎn)業(yè)不停發(fā)展主要原因。我國(guó)體外診療（IV