2024年版中国生物芯片行业市场前景研究报告

报告编号：4389

（具体研究目录请联系客服）
生物芯片最早在由科学家 A.Manz博士发表的研究论文中被提出。研究者在荷兰召开了首届u-TAS国际会议，正式成立生物芯片“学术圈”。自此之后这个学界国际性大会每隔 1-2 年就会召开一次，直至今日。 Burns等提出的将多种生物、化学分析功能整合在一张微小芯片上的“芯片实验室”（lab-on-a-chip，LOC）的概念，展示了生物芯片技术应用于临床检测、精准医疗的美好前景。近年来，开发“芯片实验室”，又称“微型全分析系统”，已经发展为一个物理、微电子、材料、化学、生物、医学等多学科交叉的新型研究领域。
——生物芯片技术特点概述
生物芯片技术将化学和生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测及细胞培养、分选、裂解等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米甚至更小的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以取代常规化学或生物实验室各种功能。微流控芯片的研究涉及芯片的材料选择、制作加工、流体操控、分离分析功能的缩微集成等，具有工艺复杂、技术难度高、产业化困难等特点。
1、生物芯片制作工艺复杂，制作产品良率低
生物芯片制作的工艺流程主要包括材料选型、微流控器件制作装配、微环境加工等环节。
其中材料选型要综合考虑材料的生化特性、透光性、渗透性、加工特性、物质吸附性、成本等多方面因素，目前较为常用的是 PDMS、PMMA 等材料；微流控器件制作装配主要包括对用以驱动、控制微流动液体的器件，如微泵、微阀、微过滤器、微反应器和微分离器等的加工制作及装配；微环境加工包括对微环境的加工、制作及调整等，使微环境可以满足生物芯片相关测试要求。
生物芯片需要精密加工，涉及到医学、生物、化学和工程等多个学科知识技能，是集成性的产品，从生物芯片上集成样品微量量取、顺序混合反应、分离分析和检测等功能，都需要进行合理化设计阀、液路、反应池等单元。复杂的生产工艺背后是对技术的高要求，高技术门槛的研发在没有扎实的交叉学科知识和微流控专业技术的加持下，也有预示着产品良品率的降低。
2、生物芯片检测和操作流程复杂，技术难度很高
生物芯片制作完毕后要进行相关的生物实验，对样品进行检测，通常检测和操作的流程较为复杂，包括样品预处理、生物芯片检测技术等。
生物芯片检测的应用很多，其中免疫检测由于其具有灵敏度高、特异性好的特点，是应用最广泛的生物医学诊断技术之一。生物芯片检测流程中，样品预处理包括细胞分离与裂解、样品富集等环节；针对生物芯片免疫检测技术进行分析，主要流程包括异相免疫、均相免疫、荧光标记或化学发光标记检测等。生物芯片检测和操作流程复杂，技术难度很高。
3、生物芯片在产业化过程中面临成本控制与批量生产的难点
生物芯片产业化过程面临着许多困难。生物芯片技术的技术门槛高，加工工艺复杂，以及相关投资较少，因此降低微流控芯片的生产成本为企业产业化生物芯片的迫切需求。为降低成本，部分企业采用微注塑的办法代替高成本的光刻技术批量生产微流控芯片，但也会因此降低生物芯片的检测质量。
4、新兴技术为生物芯片带来发展机遇
目前生物芯片主要用于 IVD（In Vitro Diagnostic Products，体外诊断产品），如针对特定疾病的诊断、治疗、预防等制作的特异性生物芯片。随着 3D 打印、器官集成芯片与器官仿生、药物活性/毒性研究等技术的发展，生物芯片将会得到更长足的发展及更广泛的应用。