泛生子依托核心荧光定量PCR、数字PCR及高通量测序等平台提供分子诊断整体解决方案。现推出“泛谈-分子诊断”专栏，旨在与每一位致力于分子诊断应用发展的伙伴共同梳理技术发展脉络、探讨临床转化应用、推动检验发展，为更多病患提供精准诊疗方案。 前期，我们讨论了生物芯片、基因芯片、蛋白芯片，今天我们讨论微流控芯片。 微流控芯片，又称为芯片实验室(Lab on a Chip)，是指在几平方厘米或更小的芯片上构建的微型化、集成化、自动化的化学、生物学实验平台图。通过微流控芯片，实验人员可以一块微米尺度的芯片上完成化学实验室中取样、预处理、反应、分离和检测等功能，并自动完成分析（如图1）。
图1 用于SNP检测的微流控芯片示意图[1] 微流控芯片技术应用于基因检测领域具有如下几个优势：
1、降低污染风险：人工操作DNA提取耗时长且测试过程容易受到污染，而集成的微流控芯片可以自动完成各项操作，减少样本污染。
2、高通量：微流控芯片可以设计多条微通道，同一个微流控芯片可以对同一样本同时进行不同项目的检测，缩短了检测时间，提高了检测效率。
3、试剂消耗少、时间短：非常少的样本和检测试剂可进行高精度的测试，且由于微流控芯片的微型化提高了传热效率，因此可以更短的反应时间促进DNA扩增，并且由于短的扩增距离，具有更高的相应速度，缩短反应时间。
4、操作难度低：集成芯片中的各检测步骤可以全自动进行，降低了传统基因检测的难度。
5、成本低：与传统实验室中笨重且昂贵的设备相比，大规模生产技术集成生产的微流控芯片大大降低了生产成本。[2] 近30年，微流控技术得到了空前的发展。1995年，首家从事微流控芯片技术的Cliper公司成立；2003年，微流控技术被Forbes评为影响人类未来15件最主要发明之一。2004年，美国Business2.0杂志封面文章将微流控芯片技术列为“改变世界”的七种技术之一。[3] 自2006年起，微流控体外诊断公司开始成立并快速发展。在国内，包括微点生物、中新科炬、理邦仪器、博奥生物和博晖创新在内的多家公司分别发展临床级微流控产品，推动相关的临床应用转化（如表1）。 表1 国内主要微流控产品汇总
目前，微流控技术已经在包含PCR、病原体检测、皮肤监测、神经监测、组织工程、血液分析、药物递送&筛选、肿瘤外泌体研究等多个领域有不同程度的拓展应用。[4]
图2.微流控芯片在医学领域的相关应用[4] (a)应用于聚合酶链式反应（PCR）的微流控芯片示意图。(b)用于诊断传染性病原体的微流控智能设备。(c)附着于皮肤进行检测的柔性微流控设备示意图。(d)用于测定细胞组织渗透率的微流控芯片示意图。(e)用于无创产前检测新型惯性微流控芯片示意图。(f)用于血液分析的新型人工胎盘型微流控血氧合器(APMBO)灌注示意图。
图3.微流控芯片在医学领域的相关应用[4] (a)应用于抗生素耐药性机制研究示意图。(b)应用于模拟微流控肿瘤切片模型研究代谢细胞行为的示意图。(c)用于肿瘤切片的微型装置示意图。(d)用于实体肿瘤体内成像的微流控芯片。(e)在多孔膜上培养完整的肿瘤切片进行多种药物测试的示意图。 参考文献： [1]Huang CW, Lin YT, Ding ST, Lo LL, Wang PH, Lin EC, Liu FW, Lu YW. Efficient SNP Discovery by Combining Microarray and Lab-on-a-Chip Data for Animal Breeding and Selection. Microarrays (Basel). 2015 Nov 16;4(4):570-95. doi: 10.3390/microarrays4040570. PMID: 27600241; PMCID: PMC4996412. [2]刘宇,GIUSEPPINA SIMONE.基因检测微流控芯片的研究、应用与发展[J].传感器与微系统,2022,41(07):1-4+20. [3]李顺基,肖育劲,陈鹏,刘笔锋.微流控芯片技术在体外诊断领域中的应用进展[J].分析科学学报,2020,36(05):639-645. [4]周钱,郭茂泽,郑青松,高兵兵.医用微流控芯片研究进展[J].中国科学:化学,2022,52(01):89-101. |
/3 
浙公网安备33010802005999号 
