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)建微型試驗室分析平臺，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，細胞培養(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系統(tǒng)，用以實現(xiàn)常規(guī)化學(xué)或生物試驗室各種功效。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02小芯片、大世界細胞培養(yǎng)組織與器官仿生單細胞功效蛋白組學(xué)一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第3頁03微流控芯片發(fā)展簡史一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第4頁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)便是一個經(jīng)典代表。高度集成02能將多個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，實現(xiàn)整個檢測集成小型化和自動化小型、自動化03因為只在小小芯片上完成檢測，所以需要被檢測樣本量需求非常少，往往只需要微升甚至納升等級。樣本量消耗少因為微流控芯片能將生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測等基礎(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。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第5頁05微流控芯片分類按應(yīng)用領(lǐng)域1.環(huán)境分析與監(jiān)測類芯片空氣質(zhì)量檢測芯片水質(zhì)實時監(jiān)測芯片有毒有害化合物類重金屬監(jiān)測類芯片2.細胞培養(yǎng)與研究類芯片細胞層受創(chuàng)愈合研究芯片細胞相互作用研究流式細胞計數(shù)芯片細胞常規(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管電泳類陰陽離子濃縮芯片小分子檢測類芯片化學(xué)合成類芯片胚胎水平藥品篩選類細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)起源于微機電加工技術(shù)，針對不一樣材質(zhì)芯片，其加工工藝過程有所區(qū)分，當前出現(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)平臺擴展至醫(yī)學(xué)研究、藥品合成篩選、環(huán)境監(jiān)測與保護、衛(wèi)生檢疫、司法判定、生物試劑檢測、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便，儀器價格相對廉價，小而輕，能快速出結(jié)果等優(yōu)勢，高度切合及時診療（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容納分子、細胞、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室。微流控芯片技術(shù)出現(xiàn)，處理常規(guī)細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)雜微尺度生長環(huán)境等問題，從而實現(xiàn)從單細胞水平進行基因組學(xué)研究。及時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，其重點應(yīng)用領(lǐng)域便集中在生命科學(xué)，在微流控芯片平臺上進行醫(yī)學(xué)研究已取得了很多進展，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07微流控芯片應(yīng)用藥品合成對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)方法篩選目標藥品存在成本極高，耗時長且選擇性低等問題，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07微流控芯片應(yīng)用分析檢測微流控芯片發(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、環(huán)境、食物和水體污染檢測，還是司法判定中犯罪物證DNA檢測，以及數(shù)字核酸擴增檢測(dDNA)中都能夠找到微流控應(yīng)用案列。常見商品化數(shù)字核酸擴增檢測檢驗平臺一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第13頁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化，基于微流控技術(shù)發(fā)展起來微化工，可實現(xiàn)化工過程“更加好”、“更加快”、“更安全環(huán)境保護”、“更經(jīng)濟”優(yōu)勢，有望處理傳統(tǒng)化工存在設(shè)備投資大、運行和維護成本高、過程能耗、安全系數(shù)高等問題。

微化工“更安全環(huán)境保護”綠色化學(xué)工程降低危險化學(xué)反應(yīng)風(fēng)險“更加好”高收率更加好選擇性“更經(jīng)濟”低資金投入低運行、低維護成本“更加快”高時空收率高生產(chǎn)能力一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第14頁08微流控芯片相關(guān)企業(yè)國外企業(yè)當前微流控行業(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)品主要為測序儀、生化檢測儀、及時診療類儀器。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第15頁08微流控芯片相關(guān)企業(yè)我國企業(yè)當前，我國也涌現(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)計制造、分子診療、細胞檢測、免疫診療、生化檢測以及綜合性企業(yè)，其中上市企業(yè)也有近十家，不過我國微流控企業(yè)真正商業(yè)化產(chǎn)品還屈指可數(shù)，與國外企業(yè)在微流控產(chǎn)品商業(yè)化上仍有較大差距。芯片設(shè)計制造分子診療一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第16頁08微流控芯片相關(guān)企業(yè)我國企業(yè)細胞檢測免疫診療生化檢測一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第17頁09我國微流控行業(yè)重點企業(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“微流控核酸檢測系統(tǒng)”GENPLEX平臺，上市一年時間因HPV檢測而成為爆款，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09我國微流控行業(yè)重點企業(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09我國微流控行業(yè)重點企業(yè)達安基因中山大學(xué)達安基因股份有限企業(yè)依靠中山大學(xué)雄厚科研平臺，是以分子診療技術(shù)為主導(dǎo)集臨床檢驗試劑和儀器研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及全國連鎖醫(yī)學(xué)獨立試驗室臨床檢驗服務(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09我國微流控行業(yè)重點企業(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)檢驗診療產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和經(jīng)營，該企業(yè)構(gòu)建了完善膠體金與膠乳標識層析技術(shù)平臺、熒光標識定量檢測技術(shù)平臺、干式生化以及電化學(xué)定量檢測、分子診療等技術(shù)平臺，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分子診療測試儀。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第21頁09我國微流控行業(yè)重點企業(yè)美晶醫(yī)療——液體活檢潛力股美晶醫(yī)療CellRichTM自動化循環(huán)腫瘤細胞捕捉設(shè)備2月9日，國家食品藥品監(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自動化循環(huán)腫瘤細胞捕捉設(shè)備。據(jù)悉，該設(shè)備是當前我國唯一經(jīng)過國家認證基于免疫磁篩選微流控芯片專利技術(shù)自動化雙模式循環(huán)腫瘤細胞篩選設(shè)備，臨床數(shù)據(jù)顯示，可實現(xiàn)人體外周血中腫瘤細胞（CTC）精準捕捉。一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第22頁10微流控芯片行業(yè)前景市場容量25.6408094依據(jù)Yole電子產(chǎn)業(yè)消息預(yù)測，基于微流控設(shè)備在市場到達25億美元，預(yù)計2022年到達58億美元，年復(fù)合增加率為18%。market&market預(yù)測，微流控相關(guān)市場價值為80.28億美元，預(yù)計在預(yù)測近期內(nèi)將以22.6％復(fù)合增加率增加，到2023年將到達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)生并購交易達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)實狀況一張圖看懂微流控芯片產(chǎn)業(yè)第23頁10微流控芯片行業(yè)前景我國市場前景當前來講，微流控最大產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用場景還是在于體外診療（IVD）。而這一塊其實我國市場空間就尤其大，首先診療類醫(yī)療器械在整個醫(yī)療中主要性不言而喻，其次中國人口老齡化趨勢將對智能化診療檢測類醫(yī)療器械需求大大增加。另外，移動互聯(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)療檢測終端問題，這些都需要診療檢測類醫(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。我國體外診療（IV