M2 芯片点样仪在微型血糖与多代谢物传感器研发量产中的应用
CGM 和 CMM 生物传感器
连续性血糖监测（CGM）及连续多代谢物监测（CMM）生物传感器，是进行无创、微创实时生化监测的核心器件，可检测葡萄糖、酮体、乳酸等多种代谢物水平。传感器识别层的点样均匀性、皮升级液滴的体积一致性以及定位精度，直接决定传感器的基线稳定性、响应重复性及使用寿命。
传统涂布、手工点样、大体积喷点工艺，易造成膜层厚薄不均、生物试剂消耗量大、批次间差异显著，难以满足 CGM/CMM 传感器在微小电极区域点样的工艺要求。
在经典试纸条上，试剂覆盖面积较大，点样要求也较为宽松（图 1 左）。而在微型化 CGM 和 CMM 传感器上，酶液必须点样/沉积在宽度仅为几百微米的电极上（图 1 右）。沉积层的局部体积、几何形状和重现性直接影响传感器的响应。电极越小，对喷点、定位和重复性的要求就越高。
图 1. 从微升量级、毫米级的传统电极，到皮升量级、微米级的 CGM/CMM 电极，体积缩小至 1,000×，定位精度 µm 级
德国 M2-Automation 的生物点样仪定位精度高、点样重复性好，是该类传感器从研发到量产的关键工艺设备（图 2）。
图 2. M2 点样仪搭配非接触式皮升级喷头，将液滴沿 CGM 传感器电极排成一列；结果通过相机进行质量控制。
M2 点样仪可根据喷头开口大小及基材疏水/亲水等表面特性，调节压电式喷点的单液滴体积 10 pL-8 nL，直径在 40-500 µm 之间（图 3）。数据表明，仪器在工厂验收过程中，实测重复定位精度为 5 µm，机械臂偏差为 ±3 µm。M2 的性能可满足 CGM 应用的工艺要求（点样斑点的直径一般比电极宽度小约 50 µm），还可进一步微型化优化。
图 3. M2 点样仪适配 CGM 应用的对比表
在 CGM/CMM 电极研发过程中，M2 仪器可自动识别电极图案并完成对齐校准，随后按照点样方案实现单滴、多滴、线状或图案化喷点（图 4），点样后通过相机对结果进行质控，根据效果对流程进行优化，最后将经过规模验证的工艺从研发阶段转移至生产阶段（图 5）。
图 4. M2 点样仪在 InDOT 软件上进行喷点结果质控：单点点样和拉线点样
图 5. M2 点样仪喷点流程图
为确保传感器芯片点样的准确性和重复性，仪器可搭配液滴质控相机和基片质控相机，对液滴大小和喷点结果进行质控（图 6）。
图 6. M2 点样仪在 InDOT软件上进行液滴大小质控，体积：70 pL/液滴
M2 仪器凭借皮升级精准点样、点样体积变异系数（CV）≤2% 的体积精度及微米级定位能力，可满足在 CGM/CMM 微型传感器电极上进行多种酶类试剂的精准沉积需求。相比于传统方式，该设备解决了微型电极定点涂布的制造难点，保障传感器响应一致性，提升产品良率，节约酶试剂，进一步助力多代谢物传感器的研发和生产。
M2-Automation 成立于 2003 年，总部位于德国柏林，是一家专注于技术开发与创新的公司，专注于皮升/纳升级-超微量/微量、非接触式自动化移液和微阵列生物芯片点样技术。
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精准性好：最小液滴体积 30 pL、点样 CV≤2%
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位移精度高：机械臂精度 1µm，重复定位精度 3µm
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灵活性好：4 类喷点模块可由操作者自行选择和轻松更换，非接触式压电点样头（pL 皮升点样）、电磁阀点样头（nL 纳升点样）、M2 专利点样头（10 nL-µL 点样），和接触式针式点样头
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耗材成本低：专利 M2MD 喷点模块，拥有 nL 级非接触式点样领域唯一可使用塑料枪头替换的技术
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稳定性高：在线负压除气和过滤装置，可有效减少系统液管路微小残留气泡对点样的影响
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配置灵活：可选配温、湿度控制和空气净化模块
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软件易用：InDOT 软件无需编程，鼠标拖拉功能图标即可实现芯片点样的程序设计
应用方向：
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基因芯片：分子互作验证、疾病功能基因检测或筛选等
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蛋白质芯片：功能蛋白质筛选、抗原表位筛选、生物靶点筛选等
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多糖芯片：进行糖功能学、糖蛋白、植物凝集素研究等
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小分子化合物芯片：药物筛选、疾病研究、疾病标志物筛选等
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细胞芯片：细胞代谢机制研究、细胞信号通路研究、细胞膜受体研究等
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微阵列 SPRi 镀金芯片：分子互作研究等
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微孔板芯片：多重因子检测、微型 ELISA 等
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微流控芯片、生物传感器芯片：药物研发、体外诊断、生物半导体研发等
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临床快检 POCT 芯片：抗原抗体检测、过敏原检测、病原微生物检测等
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生物传感器芯片/电化学芯片：CGM 连续性血糖监测、血脂监测等
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微针、微柱点样：透皮给药、缓释给药等
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液体灌注、填充、清洗、移液、分液工作站等
环亚生物科技（APG BIO）作为德国 M2-Automation 公司中国区独家代理，为客户提供生物芯片点样、扫描以及高通量筛选的整体解决方案和服务。
