微流控芯片的POCT市场是未来POCT产品的主要趋势与方向。目前对于微流控芯片的主要制作材料有硅质材料、玻璃材质、高聚物材质、金属以及纸质材料等等,主要与微流控芯片在实际应用中,所涉及到的应用场景,部分情况先还需要用到多种材料,以应用材料的多种特性。
2013-2017年基于微流控芯片的POCT市场规模及增速情况
不同材质的微流控芯片的POCT占比示意图
千讯咨询发布的中国临床检测仪器市场前景调查分析报告显示,2013年基于高聚物基微流控芯片的POCT市场规模为1.49亿元;2014年其市场规模为1.83亿元,同比增长22.29%;2015年其市场规模为2.48亿元,同比增长35.68%;2016年其市场规模为3.24亿元,同比增长30.71%;2017年其市场规模为4.14亿元,同比增长27.73%,其年复合增长率为29.1%。
目前,高分子聚合物材料由于成本低、易于加工成型和批量生产等优点,得到了越来越多的关注。用于加工微流控芯片的高分子聚合物材料主要有三大类:热塑性聚合物、固化型聚合物和溶剂挥发型聚合物。聚合物大分子之间以物理力聚而成,加热时可熔融,并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化,冷却时则固化成型,并且可以如此反复进行。热塑性聚合物包括有聚酰胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等;固化型聚合物有聚二甲基硅氧烷(PDMS)、环氧树脂和聚氨酯等,将它们与固化剂混合后,经过一段时间固化变硬后得到微流控芯片。溶剂挥发型聚合物有丙烯酸、橡胶和氟塑料等,将它们溶于适当的溶剂后,经过缓慢的挥发溶剂而得到微流控芯片。
PDMS材料因其显著的优势,如成本低,使用简单,同硅片之间具有良好的粘附性,良好的化学惰性,成为一种广泛应用于微流控芯片领域的聚合物材料,在学术界与工业界中的应用极为广泛。PDMS芯片经软刻蚀加工技术,可以实现高精度微结构的生成。
PDMS芯片应用在某些生物实验中,可以形成足够稳定的温度梯度,便于反应的实现。除此之外,由于其对可见光与紫外光的穿透性,使得其得以与多种光学检测器实现联用。更重要一点在细胞实验中,由于PDMS的无毒特征以及透气性,因此与其他聚合物材料相比有着不可替代的地位。
根据我国2013-2017年的相关数据,结合市场未来发展需求,预测未来基于高聚物基微流控芯片的POCT市场仍将保持增长,通过拟合模型y=0.6701x+0.625,R2=0.9969,预测到2018年,其市场规模将达4.6亿元,到2022年,将达7.3亿元。
2018-2022年基于高聚物基微流控芯片的POCT市场规模预测 单位:亿元
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