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颠覆传统诊断-微流控系统的应用前景2016-11-18


      微流体概念自从20世纪80年代(1980s)被提出以后,就已经在物理、化学、生物化学、纳米技术以及生物技术等多学科工程产生巨大影响,且将在生物医学的领域继续扩大范围和下游相关的应用程序。例如,多路复用、自动化和高通量筛选等生物医学和研究应用过程。


什么是微流体
      在生物、化学、材料等科学实验中,经常需要对流体进行操作,如样品DNA的制备、PCR反应、电泳检测等操作都是在液相环境中进行。如果要将样品制备、生化反应、结果检测等步骤集成到生物芯片上,则实验所用流体的量就从毫升、微升级降至纳升或皮升级。

      微流体概念自从20世纪80年代(1980s)被提出以后,就已经在物理、化学、生物化学、纳米技术以及生物技术等多学科工程产生巨大影响,且将在生物医学的领域继续扩大范围和下游相关的应用程序。例如,多路复用、自动化和高通量筛选等生物医学和研究应用过程。


什么是微流控芯片
      微流体依赖于约束在某种类型的小型设备(small-scale device)上精确液体的控制和操纵。如果要将样品制备、生化反应、结果检测等步骤集成到生物芯片上,这时功能强大的微流体装置就显得必不可少了。

    该设备被称为“微流控芯片”,是利用常规的平面加工工艺(光刻、腐蚀等)在硅、玻璃上制作的,或是在有机材料上印制、成型出微结构的“软光刻”微加工方法而成。

      微流控分析芯片最初在美国被称为“芯片实验室”(lab-on-a-chip),在欧洲被称为“微整合分析芯片”(micrototal analytical systems),它是微流控技术(Microfluidics)实现的主要平台,可以把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。在“微流控芯片”系统上,有着体积轻巧、使用样品及试剂量少,且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点。

      微流控技术的一些比较知名的应用包括:喷墨打印头(inkjet printheads)、芯片实验室系统(lab-on-a-chip systems)、毒素或病原体的生物传感器(biosensors)。

上图▼


没看懂? 那好上个视频▼

      Caliper公司研发的微流体芯片称为Lab on Chip,把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成或基本集成到一块微小尺寸的芯片上,由微通道形成网络,以可控流体贯穿整个系统。

      Lab on Chip技术主要是使用LabChip GX仪器(一个高通量,自动化的微流体芯片电泳分离平台)来评价基因组DNA的质量。由LabChip GX仪器带来的高度重复性、通用性和高通量克服了依赖于凝胶方法的局限。而且,数据结果是数字化的,更方便于存档和发布。


      LabChip GX仪器预充芯片,并自动化的得到样本的电泳分析结果。样本逐个由毛细管自动化的吸取,当样本进入到芯片中,样本在微流体芯片管路中被染色,分离和检测。


总结:在基因组质量评估上可改进医疗服务的微流体芯
 
       目前,包括分析化学科研界以及临床诊断和科学仪器产业界已经达成共识,微流体将成为下一带分析平台的基本技术,而一些国外公司已经陆续推出基于微流体理念的原型产品。微流体技术有可能引发分析技术领域思想的转变,推动分析仪器的微型化自动化并实现快速高效的分析工作。

       作为下一代分析产品的主流技术,微流体产品具有广阔的发展空间,尤其是在疾病诊断领域。由于微流体产品在微型化、集成化和低消耗等方面的优势,将有益于医疗诊断产品的推广和医疗成本的降低,从而实现医疗条件的改善。

(内容来源:生物探索)

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