一张图看懂微流控芯片产业.pptx

一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第1页页01什么是微流控芯片？微流控芯片：微流控芯片又称为芯片试验室（Lab-on-a-chip），它是在一块几平方厘米（甚至更小）芯片上构建微型试验室分析平台，把生物和化学等领域中包括样品制备、反应、分离、检测，细胞培养、分选、裂解等基础操作单元集成到一块很小芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯通整个系统，用以实现常规化学或生物试验室各种功效。微流控芯片被Business2.0杂志称为“改变未来七种技术之一”一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第2页页02小芯片、大世界细胞培养组织与器官仿生单细胞功效蛋白组学一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第3页页03微流控芯片发展简史一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第4页页04微流控芯片特征微流控芯片能够实微流控芯片能够实现各种功效高度集现各种功效高度集成，微全分析系统成，微全分析系统便是一个经典代表。便是一个经典代表。高度集成能将多个单元步骤集中能将多个单元步骤集中在一张小小芯片上，经在一张小小芯片上，经过流道、微阀门、微泵过流道、微阀门、微泵等设计，实现整个检测等设计，实现整个检测集成小型化和自动化集成小型化和自动化小型、自动化因为只在小小芯片上完因为只在小小芯片上完成检测，所以需要被检成检测所以需要被检测样本量需求非常少，测样本量需求非常少，往往只需要微升甚至纳往往只需要微升甚至纳升等级。升等级。样本量消耗少因为微流控芯片能将生物、化学、医学分析过程样品制备、反应、分离、检测等基础操作单元集成到一块微米尺度芯片上，且流体在微尺度空间表现出与宏观尺度流体不一样特征（如热、质传递效率、层流、电渗等），使其含有样品消耗量少、分析速度快、操作成本底以及集成度高等优势。一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第5页页05微流控芯片分类按应用领域1.环境分析与监测类芯片空气质量检测芯片空气质量检测芯片水质实时监测芯片水质实时监测芯片有毒有害化合物类有毒有害化合物类重金属监测类芯片重金属监测类芯片2.细胞培养与研究类芯片细胞层受创愈合研究芯片细胞层受创愈合研究芯片细胞相互作用研究细胞相互作用研究流式细胞计数芯片流式细胞计数芯片细胞常规培养芯片细胞常规培养芯片一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第6页页05微流控芯片分类按应用领域3.化学分析类微流控芯片4.高通量药品筛选类芯片芯片毛细管电泳类芯片毛细管电泳类阴阳离子浓缩芯片阴阳离子浓缩芯片小分子检测类芯片小分子检测类芯片化学合成类芯片化学合成类芯片胚胎水平药品筛选类胚胎水平药品筛选类细胞水平药品筛选类细胞水平药品筛选类分子水平药品筛选类分子水平药品筛选类一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第7页页05微流控芯片分类按芯片材质PDMS芯片玻璃芯片塑料芯片石英芯片PMMA芯片一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第8页页06微流控芯片加工工艺PDMS芯片玻璃芯片微流控芯片加工技术起源于微机电加工技术，针对不一样材质芯片，其加工工艺过程有所区分，当前出现微流控芯片加工技术有光刻和蚀刻技术、等离子体蚀刻技术、模塑法、软刻蚀法、微接触印刷法、热压法等，以最常见PDMS和玻璃两种材质为例，其加工工艺流程如右图所表示：一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第9页页07微流控芯片应用历经二十多年研究与发展，如今微流控芯片含义已越来越丰富，其应用领域也从分析化学平台扩展至医学研究、药品合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法判定、生物试剂检测、微化工等众多新领域。GD-MS GD-MS 微流控芯片微流控芯片医学研究蛋白质晶型筛选药品合成分子诊疗环境监测微化工3D打印PCR技术一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第10页页07微流控芯片应用医学研究微流控芯片高度集成化，微流控仪器往往含有操作简便，微流控芯片高度集成化，微流控仪器往往含有操作简便，仪器价格相对廉价，小而轻，能快速出结果等优势仪器价格相对廉价，小而轻，能快速出结果等优势，高度，高度切合及时诊疗（切合及时诊疗（POCT）发展需求。）发展需求。微流控芯片内单元构件尺度使它有可能同时容纳分子、细微流控芯片内单元构件尺度使它有可能同时容纳分子、细胞、仿生组织，甚至器官，从而在芯片上构建组织与器官胞、仿生组织，甚至器官，从而在芯片上构建组织与器官仿生试验室。仿生试验室。微流控芯片技术出现微流控芯片技术出现，处理常规细胞分析中碰到难于操纵、，处理常规细胞分析中碰到难于操纵、成份复杂且含量微小、无法提供复杂微尺度生长环境等问成份复杂且含量微小、无法提供复杂微尺度生长环境等问题，从而实现题，从而实现从单细胞水平进行从单细胞水平进行基因组学研究。基因组学研究。及时诊疗及时诊疗组织与器官仿生组织与器官仿生基因组学研究基因组学研究微流控芯片应用层面，其重点应用领域便集中在生命科学生命科学，在微流控芯片平台上进行医学研究已取得了很多进展，彰显了微流控芯片应用在医学研究中主要性。一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第11页页07微流控芯片应用药品合成对于有些药品合成过程，中间往往存在副反应而影响了产物收率或纯度，常规方法筛选目标药品存在成本极高，耗时长且选择性低等问题，而微流控芯片应用成为处理这一类问题理想替换技术。目标产物副产物采取微流控芯片技术合成苯基硼酸可得到选择性很高产物，收率提升25%一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第12页页07微流控芯片应用分析检测微流控芯片发展之初便是微全分析系统，所以其在分析检测领域应用是最成熟和最商业化。不论是药品毒性检测、环境、食物和水体污染检测，还是司法判定中犯罪物证DNA检测，以及数字核酸扩增检测(dDNA)中都能够找到微流控应用案列。常见商品化数字核酸扩增检测检验平台一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第13页页07微流控芯片应用微化工传统化工过程中“三传一反”在微尺度下可得到强化，基于微流控技术发展起来微化工，可实现化工过程“更加好”、“更加快”、“更安全环境保护”、“更经济”优势，有望处理传统化工存在设备投资大、运行和维护成本高、过程能耗、安全系数高等问题。微化工“更安全环境保更安全环境保护护”p绿色化学工程绿色化学工程p降低危险化学反应降低危险化学反应风险风险“更加好更加好”p高收率高收率p更加好选择性更加好选择性“更经济更经济”p低资金投入低资金投入p低运行、低维护低运行、低维护成本成本“更加快更加快”p高时空收率高时空收率p高生产能力高生产能力一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第14页页08微流控芯片相关企业国外企业当前微流控行业全球有700+企业，微流控工厂数量有400+，国外相关企业主要是医疗保健、生物制药、生物诊疗等类型企业，不乏一些大型上市企业，这些企业微流控产品主要为测序仪、生化检测仪、及时诊疗类仪器。一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第15页页08微流控芯片相关企业我国企业当前，我国也涌现了大量初创微流控企业，主要集中分布在北上深及其周围地域，企业类型分为芯片设计制造、分子诊疗、细胞检测、免疫诊疗、生化检测以及综合性企业，其中上市企业也有近十家，不过我国微流控企业真正商业化产品还屈指可数，与国外企业在微流控产品商业化上仍有较大差距。芯片设计制造芯片设计制造分子诊疗分子诊疗一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第16页页08微流控芯片相关企业我国企业细胞检测细胞检测免疫诊疗免疫诊疗生化检测生化检测一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第17页页09我国微流控行业重点企业博晖创新HPV分子诊疗爆款EncompassMDx芯片控制仪一次性芯片北京博晖创新光电技术股份有限企业成立于，坐落于北京市中关村生命科学园，是一家生物医疗高新技术上市企业（股票代码：300318）。其研制出微流控产品“微流控核酸检测系统”GENPLEX平台，上市一年时间因HPV检测而成为爆款，现已拥有了100家终端医院。一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第18页页09我国微流控行业重点企业华迈兴微化学发光新锐华迈兴微“极光”M2微流控化学发光分析仪华迈兴微作为主要从事医疗即时诊疗设备化学发光免疫、分析仪以及配套心血管疾病标志物试剂卡研发、生产与销售。关键产品“极光”M2微流控化学发光分析仪集“微流控+磁微粒分离+POCT”三大关键技术于一身，是全球第一台微流控化学发光分析系统。一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第19页页09我国微流控行业重点企业达安基因中山大学达安基因股份有限企业依靠中山大学雄厚科研平台，是以分子诊疗技术为主导集临床检验试剂和仪器研发、生产、销售以及全国连锁医学独立试验室临床检验服务为一体生物医药高科技企业。企业于8月在深圳证券交易所挂牌上市，成为广东省高校校办产业中第一家上市企业。一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第20页页09我国微流控行业重点企业万孚生物广州万孚生物技术有限企业自1992年成立以来，致力于从事医学检验诊疗产品研发、生产和经营，该企业构建了完善胶体金与胶乳标识层析技术平台、荧光标识定量检测技术平台、干式生化以及电化学定量检测、分子诊疗等技术平台，产品涵盖传染病、妊娠、心血管疾病、毒品、肿瘤疾病、代谢疾病等业务领域。年经过投资Atlas Genetics方式，万孚生物拥有微流控产品io分子诊疗测试仪。一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第21页页09我国微流控行业重点企业美晶医疗液体活检潜力股美晶医疗CellRichTM自动化循环肿瘤细胞捕捉设备2月9日，国家食品药品监督管理总局（CFDA）正式审核经过宁波美晶医疗技术有限企业（NanoLite Systems）自主研发新一代CellRichTM自动化循环肿瘤细胞捕捉设备。据悉，该设备是当前我国唯一经过国家认证基于免疫磁筛选微流控芯片专利技术自动化双模式循环肿瘤细胞筛选设备，临床数据显示，可实现人体外周血中肿瘤细胞（CTC）精准捕捉。一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第22页页10微流控芯片行业前景市场容量25.6408094依据Yole电子产业消息预测，基于微流控设备在市场到达25亿美元，预计2022年到达58亿美元，年复合增加率为18%。market&market预测，微流控相关市场价值为80.28亿美元，预计在预测近期内将以22.6复合增加率增加，到2023年将到达279.1亿美元。-年微流控产业规模（亿美元）相关企业相关企业产品收入产品收入并购并购专利专利700+700+企业、企业、400+400+微流控工厂微流控工厂年全球微流控产品收入年全球微流控产品收入9090亿美亿美元，年增加率在元，年增加率在18%18%左右左右年之后产生并购交易达年之后产生并购交易达250250亿美元亿美元全球范围内有全球范围内有4500+4500+微流控微流控专利专利微流控产业现实状况一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第23页页10微流控芯片行业前景我国市场前景当前来讲，微流控最大产业化应用场景还是在于体外诊疗（IVD）。而这一块其实我国市场空间就尤其大，首先诊疗类医疗器械在整个医疗中主要性不言而喻，其次中国人口老龄化趋势将对智能化诊疗检测类医疗器械需求大大增加。另外，移动互联网发展带来了互联网医疗兴起，而互联网医疗最应该处理问题就是智能化医疗检测终端问题，这些都需要诊疗检测类医疗器械。这些需求都将成为微流控产业不停发展主要原因。我国体外诊疗（IVD）产业规模一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第24页页10微流控芯片行业前景全球市场前景微流控产业主要驱动力来自及时诊疗和制药研究-微流控器件市场：由年25亿美元增至2022年58亿美元，复合年增加率为18%；-微流控产品市场：由年90亿美元增至2022年230亿美元，复合年增加率为21%一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第25页页THANKS!一张图看懂微流控芯片产业一张图看懂微流控芯片产业第第26页页