精准医疗的MEMS——微流控技术

微流控芯片

精准医疗的MEMS——微流控技术

临床医学全面走向个性化医疗诊疗是当今医学发展的一大方向，精准的体外诊断技术是正确诊疗的基本保证。而体外诊断基本主要是基于体液（血液，尿液，唾液）的分析，对于这些体液的操控， 自动化肯定是个大趋势。

那么对于液体的自动化操控，正是我们微流控要干的事情。所以，体外诊断（IVD）里除去试剂的研发，后续的自动化检测， 基本避不开微流控。这就是微流控技术必将火起来的基础。

微流控技术

微流控（microfluidics）是一种精确控制和操控微尺度流体， 以在微纳米尺度空间中对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能诸如样品制备、反应、分离和检测等缩微到一个几平方厘米芯片上的能力，其基本特征和最大优势是多种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成。是一个涉及了工程学、物理学、化学、微加工和生物工程等领域的交叉学科。

微流控技术是MEMS技术在流体处理方面的一个重要分支，由于这一技术是生物芯片的基石，2003年被福布斯（Forbes）杂志评为影响人类未来15件最重要的发明之一。

微流控芯片

微流控芯片(MicrofluidicChip) ，又称为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)或生物 芯片。是利用MEMS技术将一个大型实验室系统缩微在一个玻璃或塑料基板上，从而复制复杂的生物学和化学反应全过程，快速自动地完成实验。其特征是在微米级尺度构造出容纳流体的通道、反应室和其它功能 部件，操控微米体积的流体在微小空间中的运动过程，从而构建完整的化学或生物实验室。

这一技术将给基因、免疫、微生物和临床化学等诊断领域带来颠覆性突破，使威胁人类健康的诸多疾病如癌症、心脑血管疾病的早期诊断和预防成为可能。生物芯片与生物靶向药物的结合，推动临床医学全面走向个性化医疗诊疗。

随着微流控芯片技术的逐渐展开及微分析技术的需求，芯片构型设计越加丰富，出现了一系列形式各异、具有多种微通道网络结构的芯片构型。如电泳芯片分离通道的网络形状主要有：直线型、螺旋型、弯曲蛇形、多边形、折叠形等。由于生化分析的复杂性和多样性需求，微流控芯片技术的发展趋于组合化和集成化，经常需在一块芯片基片上集成多种功能单元，如化学反应器、生物反应器、过滤装置等以进行多种样品的分析检测，以用于DNA测序和突变点检测，氨基酸、蛋白质、细胞检测和药物筛选等。

基于高通量快速分离的需要，多通道阵列并行操作是微流控芯片的发展趋势，芯片通道数量已从最初的12通道、96通道，发展到384通道。

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