单个芯片总通量提升至百万微球级别，毫厘科技实现高通量微球连续生产

具体而言，传统微流控芯片通常采用单个通道设计，其微球生成能力极为有限，每小时产量上限仅为0.5毫升。这一产出水平与工业化生产动辄需求数千乃至上万升的规模相比，显然相去甚远，无法满足大规模生产的实际需求。

毫厘科技创始人韩林辰博士在接受动脉网采访时表示：“从长远来看，微流控技术有望成为微球生产领域的主流技术。”作为微流控生产型芯片领域的创新企业，2022年成立的毫厘科技致力于解决产能问题，将微流控技术打造成为微球材料的通用型生产平台，为微球产品的性能提升和功能创新提供解决方案。

在不考虑质量和成本的前提下，韩林辰表示，提升微流控产能主要有两个逻辑：一是提高每个通道的成球速度，二是增加通道的数量。他强调，增加通道数量并非无限可行的方案，因为到一定程度后就会面临成本控制和设备控制的瓶颈。

因此，毫厘科技团队决定从提高单通道的成球速度入手。在2022年3月，毫厘科技就开始打造一个数字化、规模化生产微球的微流控芯片平台。

最初，团队虽然可以依托成熟的MEMS工艺，但生产级芯片的设计标准却无从参考，需流体力学专家在软件中精细设计流道，模拟多种流体性质。琼脂糖成为首个攻关材质，其复杂流体特性也给设计带来巨大挑战化。

据悉，团队最初设计的流道图案灵感来源于Athlon处理器，拥有近1000组独立的流体出入口，能够实现高生产通量。但液路对准的问题始终无法解决，迫使团队放弃了这一方案。而在生产过程中，团队还需精确控制分散相流体与流道、原料之间的阻力，并准确计算聚合物性质的变化及其对后续交联反应的影响，以确保微球的粒径、孔径和机械强度符合标准。

这也意味着整个平台体系除芯片、化学体系及泵阀系统外，还需温度控制、原料预处理、对准和传感器等系统支持，量产机型更需自动化控制软件及操作文档，来确保生产稳定进行。

经过多次迭代与优化，毫厘科技团队最终成功开发了Twister技术——一种采用3D结构微流控芯片的新型微液滴成球技术。该技术不仅将成球频率提升了2-3个数量级（相较于传统的十字交叉芯片），其独特的流体力学设计还确保了系统运行的稳定性，使得微球的粒径具有高度的一致性和稳定性。

目前，团队采用单通道芯片生产琼脂糖微球。值得一提的是，该芯片在琼脂糖微球生产开发时，工作温度最高可以达到250℃并实现最高达到3.0MPa的工作压力，完全满足高粘度高温琼脂糖框架微球规模化稳定生产。

不仅如此，该芯片还能够控制微球极窄的粒径范围，以及做到在粒径范围内，微球粒径分布围绕在D50±10%。目前基于微流控芯片生产出的琼脂糖微球粒径方差也稳定控制在5%左右，以及接近100%的收率。

“这一突破使得微流控技术在生产上豁然开朗，整个商业化进程也具备了可行性。”韩林辰表示。

微流控技术进行微球制备，除了需要具有制造粒径均一、粒径分布集中的直接产球能力外，还具有快速开发不同粒径、不同材质、不同结构微球的定制化能力，以及制造出双层或多层材质包裹的复杂微球。

目前，毫厘科技已经完成多种类型高通量微流控生产原型机开发，实现了高度数字化的生产模式，可兼容琼脂糖、无机材料和塑料聚合物在内的多种原料，快速实现不同粒径和不同功能微球的规模化生产。

具体来说，毫厘科技的层析微球产品矩阵涵盖了Proten A和Ni-NTA亲和层析填料、4/6FF层析填料以及Epoxy层析填料等。其中，ProteinA层析作为最重要的层析填料，性能已经达到国内领先水平，Ni-NTA以高动态结合载量和低Ni²⁺脱落特性，成为His-tag重组蛋白纯化的优选；4/6FF则广泛应用于病毒、病毒样颗粒、质粒等生物大分子的纯化，且耐受0.5-2M NaOH消毒；而Epoxy层析填料则通过其独特的间隔臂设计和宽泛的偶联要求，适用于小分子及多肽配体的捕获。

为了进一步提升产能，毫厘科技在生产基地建设上同样不遗余力。团队在杭州滨江区和萧山区分别建立了2000升层析微球生产基地和10000升级别的基球生产基地，并配备了GMP级别的生产环境，直接为制药客户提供从研发到生产的全方位服务。

然而，毫厘科技的追求远不止于此。团队正持续进行技术迭代，实现产能增长和成本降低。据悉，毫厘科技已将微球新产品的研发周期从传统的6-12个月大幅缩短至30天，这一突破性进展无疑将为团队赢得更多的市场先机。

“微流控技术必将引领未来生产方式的变革，取代传统生产方式只是时间问题。”韩林辰坚定地说道。这一判断基于多个原因，其中最重要的是微流控技术能够实现全流程的数字化生产，这是传统反应方式所无法比拟的。传统反应方式高度依赖于人工和经验，且生产的可重复性较差，而微流控技术则能够确保生产参数在不同设备间的一致性，从而大大提高产品的质量和稳定性。

然而，要让微流控技术完美融入现有产业生产链条并非易事。

韩林辰强调，新技术所产出的微球必须完全满足最终产品的需求，这意味着新技术不仅要稳定可靠，还必须与现有产品形成完美的替代关系。这一过程远比单纯研发稳定的设备或微球更为复杂，因为它要求新技术能够全面融入现有的生产环境，与各个环节无缝对接。

而要实现这一目标，市场教育和客户认可尤为重要。“客户需要深入了解微流控技术的替代逻辑，以及微球所带来的优势，并认识到这些优势如何影响终端产品。”韩林辰说道。为此，毫厘科技力求在技术上取得突破的同时，积极寻求与龙头企业合作，树立行业标杆，进一步推动微流控技术在微球制备领域的发展。