金桔
金币
威望
贡献
回帖0
精华
在线时间 小时
|
导语:微型化、集成化和智能化,是现代科技发展的一个重要趋势。微流控芯片技术通过微通道、反应室和其他功能部件,对流体进行精准操控,对生物、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进行集成分析,具有液体流动可控、集成化、消耗低、通量高、分析快等优点,已经被广泛应用于生物医学和环境科学等研究领域。
微流控芯片的原理:
微流控芯片采用类似半导体的微机电加工技术在芯片上构建微流路系统,将实验与分析过程转载到由彼此联系的路径和液相小室组成的芯片结构上,加载生物样品和反应液后,采用微机械泵、电水力泵和电渗流等方法驱动芯片中缓冲液的流动,形成微流路,于芯片上进行一种或连续多种的反应。
微流控芯片的特点:
芯片集成的单元部件越来越多,且集成的规模也越来越大,使微流控芯片有着强大的集成性。同时可以大量平行处理样品,具有高通量,分析速度快、耗低,物耗少,污染小等特点。
微流控芯片有三个核心应用:
一、微流控检测分析芯片
微流控检测分析芯片,这种芯片是新一代即时诊断(Point of Care Testing, 简称POCT)的主流技术,也是体外诊断(IVD)最重要的表现形式。
POCT发展现状:
2015-2019年,我国POCT市场规模从43亿元增长至112亿元,年均复合增长率为27.0%;预计2024年市场规模将达到290亿元,2019-2024年的年均复合增长率将达到20.9%,年均复合增长率均高于我国体外诊断行业整体年均复合增长率,属于体外诊断领域中发展较快的细分领域。
2020年的新冠疫情爆发以来,POCT进一步展现了其优势所在,在出入境、机场、火车站、基层医疗单位等场景得以广泛应用。
POCT的分类
根据检测项目来区分,POCT的常见检测领域有血糖类、心血管类、凝血/溶栓类、感染因子类、血气电解质类、妊娠类、肿瘤标记物类、肾脏标记物、毒品(滥用)、酒精等细分领域。
(按应用场所分)
POCT的应用案例
随着生物医学技术的发展,POCT呈现出自动化和简单化的趋势。
《Nature》 曾报道一种集成模式,可以对人体体温及汗液中四种生化指标(葡萄糖, 乳酸,钾离子,钠离子)进行连续的定量检测的装置,还可通过多元检测得到不同检测数据之间的相互矫正,从而提高检测结果准确性。
广州钰芯传感科技有限公司致力于研发高稳定、高灵敏、高持续与微型化的传感芯片,研发的标准三电极搭配快检仪器,可实现液体中重金属离子和生化分子的快速检测。
钰芯标准电极可搭配重金属检测仪实现铅含量的快速检测。
重金属检测仪以电化学检测为原理,可选择不同的电极测试监控水中和血液中的铅含量。
便携式检测仪器,体积轻巧方便携带,仪器操作方法简单。检测只需三步:
产品应用
标准三电极还可直接配合标准USB接口,与快检仪器电化学工作站搭配使用,即插即拔,方便快捷。
产品应用
(二)应用于基础的材料的合成和筛选。
微流控液滴芯片,应用于基础的材料的合成和筛选。微流控芯片还可被看成是迄今为止最重要的一种微反应器,它以液滴为主要特征,在高通量药物筛选 , 材料合成和单细胞测序等领域有巨大的潜力。
对不同材料作高通量筛选是微流控液滴芯片应用的一个重点领域。比如,对基于小分子库的新药筛选而言,体量大到百万级别,如果采用常规方法筛选,成本极高,耗时极长,作为已知的最小微反应器的微流控液滴芯片, 应是解决这一类问题理想的替代技术。
微流控芯片微液滴操控系统具有一系列潜在优势:
(1)样品需求少。在满足实验要求的前提下将分析样品由连续流分割为分散流(微液滴) ,减少试剂浪费。另外因为微液滴体积为纳米级,从而减少分析时对样品和试剂用量的需求。
(2)混合速度快。微液滴只需数秒甚至数微秒便可以在蜿蜒的通道内实现快速均匀的混合。
(3)装置操作简单。离散化微液滴操控系统因其分析单元为微液滴,所以在一定程度上降低了对芯片的制作要求。
(4)重复性好。微液滴能被互不相溶的惰性连续包埋其中,大大增强了微液滴内活性组分的抗干扰性。另外,每个微液滴都是一个独立的分析单元,因此相应地提高了检测的重复性。
(5)易于精确操控。基于介质的电润湿法在操控单个微液滴上已显示出了强大的灵活性,通过电脑编程控制可精确地实现通道内微液滴的传输、混合和分离。
正是因为微流控芯片离散化微液滴操控系统具备以上优势,从而有望为分析工作者提供更快捷有效的分析方法。
(三)微流控细胞 / 器官芯片
这类芯片是对哺乳动物细胞及其微环境进行操控最为重要的技术平台,可望大规模替代小白鼠等模型动物 , 用于验证候选药物 , 开展药物毒理和药理作用研究, 实现个体化治疗。
药物研究的一个重要环节是临床前动物实验,临床前动物实验的弊端包括:花费极大,耗时极长,存在动物权、动物伦理等问题,最根本的是 , 动物到底不是人 , 因此 , 结果往往不准。
采用器官芯片可以获得人类遗传学、生理学、病理学等方面的多样性资料,从而降低药物研发的风险并推动个体化治疗。2003年,科学家首次尝试将细胞培养与微流控技术进行整合,构建出器官芯片的雏形。
现阶段的器官芯片平台运用微流控技术和三位细胞培养构建微米级的人体组织和器官,减少了动物模型、细胞培养和临床研究之间的安全性和有效性的差异,从而加速药物研发。
微流控芯片注定成为一种被深度产业化的科学技术,世界范围内的微流控芯片的科学研究及产业竞争也将日趋激烈。
打开淘宝,搜索“钰芯叉指电极商城”,就可找到我们在线上下单购买我们的产品。如有任何疑问可在线咨询客服▼
登陆官网http://www.mecart.cn了解产品资讯
服务热线:400-008-3912
电话:020-29886536
网站:http://www.mecart.cn
“关注生活,关注钰芯智能科技”。如果你有好的想法和建议,或者其他疑问,欢迎联系我们:market@mecart.cn,也可登录官网了解我们。
声明:本公众号无原创声明的文章均转自其它网络平台,版权属原作者或原出处所有。文章内容如涉及版权问题,请及时与我们联系,我们会立即修改或者删除相关内容。本公众号的文章,欢迎转发、转载,请标明出处。本公众号拥有对此声明的最终解释权。
原文地址:https://zhuanlan.zhihu.com/p/401834442 |
|