熒光編碼微球服務至上「納微科技」

一、 微球的重要性

前段時間科技日報總編劉亞東列出包括芯片，飛機發動機等在內的35項中國給人卡脖子的技術，其中微球材料也是其中之一。大多數人可能很容易理解芯片和飛機發動機的技術難度及其重要性，但很少人可以理解微球為什么也這么重要這么難做。

我們所熟知的宏觀球體如籃球，乒乓球，玻璃珠是如此之普通，而微球只不過是把這些球體做到足夠“小”而已，為什么中國這么大的一個國家卻做不了。其實很多技術的難度都是因為“小”造成的。芯片之所以難做就是因為里面的結構要精準控制到納米尺寸。乒乓球可以很容易通過模具做出來，而要把乒乓球做到納米和微米范圍的尺度其實難度是很大的。在微觀尺度下，大家習以為常的宏觀工具和制作技術已完全不適用，需要全新的技術手段，使得宏觀很容易的事情在微觀變成高不可攀的技術難題。當然也正是因為小，讓微球材料性能得到大幅度的提升，比如說微球表面效應和體積效應，一個乒乓球直徑40毫米，重量2-3克。如果把乒乓球做到直徑40納米微球，由于1毫米是106納米，因此一個普通乒乓球就可以做出1018個直徑40納米微球。其表面積有5000多平米，相當與5個足球場大小，同樣重量的40納米微球與40毫米乒乓球相比表面積增加了1012倍，因此納米微球表面吸附能力也增加了1012倍。當尺寸變小，表面吸附能力大幅度增加還是一個物理量變的過程，而某些物質小到一定程度時，其性能還會出現質的變化。比如說點就是有一類物質當尺寸小到納米尺度時，這些物質就會發生質的變化，由原本不發光的物質變成會發光的物質，而且發光的顏色或波長與尺寸還有關系。因此只要控制這些物質的尺寸就可以控制這類物質的發光波長。材質不變，只依靠尺寸的變化就可以改變其性能的巨大變化就是納米技術領域興起的重要原因之一。

微球在平板顯示領域應用：單分散、粒徑高度均一的微球材料可以作為間隔物用于控制液晶盒厚，起到支撐上下基板的作用；導電微球均勻分布在熱固化性樹脂中形成各向異性導電膜（ACF）則是連接芯片和面板的關鍵材料；把光擴散微球涂到光學膜的表面或均勻地分散在基板中，可以將點光源變成面光源，則是背光源膜組的重要部件。

間隔物微球產品主要有硅球，塑膠球和黑球間隔物三種，其中間隔物硅球全世界只有日本Ubo Nitto生產，而塑膠間隔物微球由日本 Sekisui和Hayakawa壟斷。Sekisui主要生產聚苯l乙烯基質的塑膠微球，而Hayakawa 主要生產聚丙l烯酸酯為基質的塑膠微球。用于微l導電連接的ACF材料基本由日本 Hitachi公司壟斷。目前中國用的ACF基本都依賴日本進口。用于光學板或光學膜的關鍵微球材料主要由日本Soken和Sekisui壟斷。

微球在體外診斷領域：功能化微球如磁性微球，多色熒光編碼微球和乳膠微球可廣泛地應用于免l疫分析。磁性微球（磁珠）在免l疫檢測、核酸提取、細胞分離等多方面有廣泛應用。目前國產化磁珠已可以用于核酸提取等要求較低的應用，但用于化學發光的高l端磁珠完全壟斷于國外，高l端磁珠的主要生產廠家有美國Thermofisher，德國Merck，日本JSR等公司提供。熒光編碼微球又稱液相芯片或懸浮陣列技術，是由美國Luminex公司開發出的多通道免l疫檢測技術。該技術可實現多樣品或多標靶的高通量檢測廣泛地用于臨床診斷。其中液相生物芯片的核心技術就是熒光編碼微球技術。