對于微流控芯片,必須將材料從微通道中放入和取出,還要從納升級流量的流體中獲得可靠信號。一些研究者建議將微流控技術(shù)與“中等流體”結(jié)合,——以小型化的方式附加到中等尺寸的設(shè)備中,可以濃縮樣品,易于檢測。生物學(xué)家還受他們所使用微孔板的幾何限制。Caliper和其他的一些公司正在開發(fā)可以將樣品直接從微孔板裝載至芯片的系統(tǒng),但這種操作很具挑戰(zhàn)性。美國Corning公司Po Ki Yuen博士認(rèn)為,要說服生產(chǎn)商將生產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)移到一個還未證明可以縮減成本的完全不同的平臺,是極其困難的。微流控芯片技術(shù)用于藥物篩選。浙江數(shù)字微流控芯片
微流控芯片的組成:微流控芯片由主體芯片、流體控制模塊、信號采集模塊和外部控制模塊組成。主體芯片是一個微通道網(wǎng)絡(luò),由微流道、微閥門、微泵等構(gòu)成;流體控制模塊負(fù)責(zé)流體的輸入、輸出和控制;信號采集模塊用于采集傳感器的信號;外部控制模塊用于控制芯片的操作。微流控芯片的特點:尺寸?。何⒘骺匦酒某叽缤ǔ楹撩准壔蚋?,體積小巧,便于集成和攜帶。快速高效:微流控芯片能夠?qū)崿F(xiàn)快速混合、傳輸和分離微流體,反應(yīng)速度快,效率高。靈活可控:微流控芯片可以通過控制微閥門、微泵等實現(xiàn)對微流體的精確控制和調(diào)節(jié)。低成本:與傳統(tǒng)的實驗室設(shè)備相比,微流控芯片具有成本低廉的優(yōu)勢,節(jié)省了實驗室的成本和資源。中國香港微流控芯片應(yīng)用利用微流控芯片對自身抗體檢測。
微流控芯片,這個會通過檢測血清中infection疾病的特異性抗體,有助于調(diào)查人群中疾病流行情況、監(jiān)測疾病的傳播的情況,并確定infected患者。研究人員開發(fā)一種高通量的微流控?zé)晒饷庖咝酒?,可以同時檢測50份血清樣本中多種COVID 19抗體,在COVID 19的前兩周內(nèi),該方法的敏感度為95%、特異度為91%,對有癥狀患者,確診率為100%。Dixon等推出一款用于檢測風(fēng)疹病毒IgG的數(shù)字微流控診斷平臺,無需樣品預(yù)處理且所有后續(xù)步驟都由平臺自動進(jìn)行。
Yuen博士所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組的研究領(lǐng)域包括MEMS微電動機(jī)械系統(tǒng)、光學(xué)和微流體學(xué),目前致力于研發(fā)新藥的非標(biāo)定檢測系統(tǒng)方面的研究。與芯片之間的比較美國CascadeMicrotech公司的CaliSartor認(rèn)為,當(dāng)今生命科學(xué)領(lǐng)域的微流體與20年前工業(yè)領(lǐng)域的半導(dǎo)體具有相似之處。計算機(jī)芯片的開發(fā)者解決了集成、設(shè)計和增加復(fù)雜性等問題,而微流體技術(shù)的開發(fā)者也正在從各方面克服微流控技術(shù)所遇到的此類問題。Cascade的市場在于開發(fā)半導(dǎo)體制造業(yè)的檢驗和分析系統(tǒng),現(xiàn)在希望通過具微流控特征和建模平臺的L-Series實現(xiàn)市場轉(zhuǎn)型。微流控芯片的基本實現(xiàn)方式有:MEMS微納米加工技術(shù)、光刻、飛秒激光直寫、LIGA、注塑、刻蝕等等;
微流控芯片對于胰島素的補(bǔ)充檢測:抗胰島素自身抗體是Ⅰ型糖尿病中出現(xiàn)的抗體,但當(dāng)胰島素被固定在檢測平臺上時,表位結(jié)合位點的關(guān)鍵三級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,故而難以用常規(guī)方法檢測,Zhang等在芯片表面噴涂生物相容的支鏈聚乙二醇層,用以保護(hù)胰島抗原的天然構(gòu)象,該芯片可以在低樣本量下同時檢測多個胰島抗原特異性自身抗體,且檢測結(jié)果不受全血樣本中復(fù)雜背景的影響。也有研究團(tuán)隊嘗試通過檢測自身抗體以對心血管疾病、慢性疾病作出診斷。Dinter等研究人員將微流體芯片和微珠技術(shù)相結(jié)合,用以檢測3種心血管疾病相關(guān)自身抗體并進(jìn)行抗體滴度測定。Lin等人設(shè)計制造的免疫分析平臺可在45 min內(nèi)檢測臨床患者血清抗tumour蛋白53(tumor protein 53,p53)自身抗體濃度,有望用于口腔鱗狀細(xì)胞cancer的篩查。微流控芯片在不同領(lǐng)域都有非常廣闊的應(yīng)用前景。河北微流控芯片的應(yīng)用
微流控芯片技術(shù)用于基因測序。浙江數(shù)字微流控芯片
安捷倫已有一些儀器使用趨向于具有更多可用性方面的經(jīng)驗,并將這些經(jīng)驗應(yīng)用到了微流體技術(shù)開發(fā)上。微流體和生物傳感器的項目經(jīng)理Kevin Killeen博士在接受采訪時說,安捷倫的目標(biāo)是為終端使用者解除負(fù)擔(dān),“由適宜的儀器產(chǎn)品組裝成的系統(tǒng)可以讓非專業(yè)人士操縱專業(yè)設(shè)備”。微流體技術(shù)也需要適時表現(xiàn)出其自身的實用性和可靠性,例如,納米級電噴霧質(zhì)譜分析(nano-electrospray MS)不必考慮其頂端的閉合及邊帶的加寬,Killeen補(bǔ)充道:“對于生物學(xué)家來說,微流控技術(shù)的價值就在于此?!闭憬瓟?shù)字微流控芯片