熱門應(ying)用(yong)領域

1. IVD(體(ti)外(wai)診(zhen)斷)

        微(wei)流(liu)控(kong)芯(xin)片(pian)IVD產(chan)品(pin)在(zai)某(mou)些方(fang)面具(ju)有(you)顛(dian)覆性優(you)勢(shi),必(bi)將發展(zhan)成為(wei)主流(liu)的體(ti)外(wai)檢測(ce)技術(shu).

1.1 器官芯(xin)片(pian)

        器官芯(xin)片(pian)是(shi)指(zhi)在(zai)壹(yi)塊微流控(kong)芯(xin)片(pian)平(ping)臺(tai)上模擬(ni)器官功(gong)能(neng)的壹(yi)種(zhong)科學技(ji)術(shu),是(shi)2016世界(jie)達(da)沃斯論壇評(ping)選的"十(shi)大(da)新興(xing)技(ji)術(shu)"之(zhi)壹(yi).其(qi)主(zhu)要目(mu)標是通過(guo)在(zai)芯(xin)片(pian)上模擬(ni)生物(wu)體的環境,進行細胞、組織(zhi)和(he)器官培養,研究並控(kong)制細胞在(zai)體(ti)外(wai)培養過(guo)程(cheng)中的生(sheng)物(wu)學行為(wei),從而(er)實(shi)現(xian)模(mo)擬(ni)生物(wu)體環境的器官移植(zhi)和(he)藥性評(ping)價(jia)等(deng).器官芯(xin)片(pian)使(shi)壹個(ge)復(fu)雜(za)的系(xi)統(tong),目(mu)前已(yi)有(you)腎(shen)芯(xin)片(pian)、肝芯(xin)片(pian)、胰(yi)島芯(xin)片(pian)、腸芯(xin)片(pian)、血管糖(tang)鄂(e)芯(xin)片(pian)和(he)腫瘤(liu)新品(pin)等(deng)的臨(lin)床(chuang)應(ying)用(yong).

1.2 液(ye)體(ti)活檢(jian)

        以(yi)循環腫瘤(liu)細胞CTC檢(jian)測(ce)為(wei)例,其在(zai)腫瘤(liu)分期檢(jian)測(ce)、動(dong)態(tai)檢(jian)測(ce)、療效評(ping)估(gu)、藥(yao)物(wu)開發(fa)和(he)預(yu)後檢(jian)測(ce)等方(fang)面具(ju)有(you)重大(da)意(yi)義(yi),是壹(yi)種(zhong)可望(wang)用(yong)於(yu)替代腫瘤(liu)組織(zhi)活(huo)檢的液(ye)體(ti)活檢(jian)新(xin)技術(shu).然(ran)而,目(mu)前依(yi)賴(lai)於(yu)單(dan)壹(yi)上皮源(yuan)性抗(kang)體的CTC免(mian)疫(yi)富(fu)集及技術(shu)方(fang)法無法對(dui)不(bu)同分型的CTC進行全(quan)面的捕(bu)獲、難(nan)於(yu)無損(sun)釋放(fang)CTC、無法提(ti)供(gong)深度的分子(zi)病理(li)信(xin)息(xi).通過(guo)微(wei)流控(kong)技(ji)術(shu),可以(yi)獲得(de)多(duo)條(tiao)可識(shi)別不同CTC的高(gao)親(qin)和(he)力(li)、高特(te)異(yi)性的核(he)酸(suan)序(xu)列,並(bing)且能(neng)夠(gou)通過(guo)構(gou)建微流控(kong)微(wei)柱陣列芯(xin)片(pian),實(shi)現(xian)CTC的高(gao)效(xiao)捕(bu)獲與(yu)無損(sun)釋放(fang).該(gai)方(fang)法在(zai)癌(ai)癥(zheng)的精準(zhun)診(zhen)斷、用(yong)藥(yao)指(zhi)導、療效評(ping)估(gu)方(fang)面具(ju)有(you)重要的應(ying)用(yong)前(qian)景(jing).

 

2. 環境和(he)生化分析

        將移動(dong)集成閥(fa)集成在(zai)芯(xin)片(pian)上,構(gou)建旋轉(zhuan)分析平(ping)臺(tai),通過(guo)旋轉(zhuan)閥(fa)控(kong)制通道間(jian)的鏈(lian)接(jie)與(yu)斷(duan)開實(shi)現(xian)對(dui)流(liu)體(ti)的控(kong)制.將此方(fang)法與(yu)酶(mei)聯(lian)比(bi)色(se)免(mian)疫(yi)分析與(yu)芯(xin)片(pian)相(xiang)結(jie)合(he),構(gou)建基於微流(liu)控(kong)芯(xin)片(pian)比(bi)色(se)免(mian)疫(yi)傳(chuan)感器,根據顯(xian)色(se)信(xin)號(hao)的強度,對汙(wu)染物(wu)濃度進行定量(liang)分析.利用(yong)此方(fang)法可對(dui)多(duo)種(zhong)環境汙(wu)染物(wu)進行分析,且操作簡單(dan)、集成度高,具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的發(fa)展(zhan)潛(qian)力(li).

3. 單(dan)細胞分析

        細胞是(shi)生(sheng)命存在(zai)的基(ji)礎,探(tan)索生(sheng)命健康與(yu)疾(ji)病常需(xu)要以(yi)細胞研究為(wei)基礎.由(you)於(yu)細胞與(yu)細胞之(zhi)間(jian)存在(zai)差異,群(qun)體細胞的研究結(jie)果只能(neng)得(de)到壹群(qun)細胞的平(ping)均值(zhi),這(zhe)往(wang)往(wang)會(hui)掩(yan)蓋(gai)個(ge)體(ti)差異信(xin)息.微(wei)流控(kong)芯(xin)片(pian)為(wei)細胞生(sheng)物(wu)學功(gong)能(neng)研究提供了(le)新(xin)思(si)路.

 

4. 核(he)酸分析

        采(cai)用(yong)微(wei)流(liu)控(kong)芯(xin)片(pian)技(ji)術(shu)用(yong)於(yu)PCR擴增(zeng)及相關(guan)檢測(ce)可簡化操作步(bu)驟及顯(xian)著提(ti)高檢(jian)測(ce)效率.在(zai)這(zhe)方(fang)面,基(ji)於微(wei)流(liu)控(kong)技(ji)術(shu)的微(wei)液(ye)滴(di)數字PCR(ddH2O)是壹(yi)個(ge)成功(gong)的例證.數字PCR是壹(yi)種(zhong)新(xin)的核(he)酸(suan)檢(jian)測(ce)和(he)定量(liang)方(fang)法,借(jie)助微液(ye)滴(di)或微坑(keng),通(tong)過(guo)單(dan)個(ge)模(mo)板(ban)分子(zi)的PCR擴增(zeng),可實(shi)現(xian)不(bu)依(yi)賴(lai)於(yu)標準(zhun)曲線(xian)和(he)參照(zhao)樣本(ben)的準(zhun)確、絕(jue)對定量(liang).數字PCR使得(de)反(fan)應(ying)更(geng)靈敏(min)、結(jie)果更可靠(kao)、展示(shi)更直(zhi)觀,尤(you)其適(shi)用(yong)於(yu)微(wei)量(liang)或痕(hen)量(liang)DNA檢測(ce)與(yu)定量(liang).

 

5. 藥物(wu)篩選

        藥物(wu)篩選是現(xian)代藥(yao)物(wu)開發(fa)流程(cheng)中測(ce)試和(he)獲取(qu)特(te)定生理(li)活(huo)性(xing)化合(he)物(wu)的壹(yi)個(ge)步(bu)驟.微流(liu)控(kong)芯(xin)片(pian)技(ji)術(shu)由(you)於具(ju)有(you)樣品(pin)消耗(hao)量(liang)小、速度快、柱效高(gao)以(yi)及所用(yong)溶(rong)液(ye)體(ti)系較(jiao)接(jie)近(jin)生物(wu)體液(ye)組成等(deng)特(te)點(dian),已(yi)經(jing)成為(wei)壹種(zhong)非(fei)常具(ju)有(you)潛(qian)力(li)的藥(yao)物(wu)及先(xian)導化合(he)物(wu)的高(gao)效(xiao)篩(shai)選工(gong)具(ju).

        微流(liu)控(kong)芯(xin)片(pian)這(zhe)個(ge)平(ping)臺(tai)可以(yi)集成256個(ge)或(huo)者細胞培養腔(qiang)微(wei)陣列,改(gai)變細胞常規(gui)培養方(fang)法,實(shi)現(xian)細胞藥(yao)物(wu)篩選的高(gao)通(tong)量(liang)化;芯(xin)片(pian)微(wei)納升級體積(ji)大(da)大(da)減少了(le)試劑消耗(hao)量(liang),減低藥(yao)物(wu)篩選成本(ben);微流(liu)控(kong)芯(xin)片(pian)設(she)計(ji)的二(er)維(wei)結(jie)構(gou)或者三維(wei)微(wei)結(jie)構(gou)區域可產(chan)生低(di)剪(jian)切力(li),在(zai)腔(qiang)室內(nei)形成濃(nong)度梯(ti)度,進而(er)對(dui)藥物(wu)進行毒(du)性(xing)分析;微(wei)流控(kong)芯(xin)片(pian)集成化非常明(ming)顯(xian),將藥物(wu)的合(he)成分離(li)富(fu)集、實(shi)驗(yan)細胞培養、藥物(wu)效果(guo)檢測(ce)等多(duo)個(ge)步(bu)驟集成於(yu)壹張(zhang)芯(xin)片(pian),實(shi)現(xian)了(le)藥(yao)物(wu)篩選的自(zi)動(dong)化分析.

 

結(jie)語

        微流控(kong)技(ji)術(shu)近(jin)年(nian)來發展迅速,芯(xin)片(pian)集成的單(dan)元(yuan)部(bu)件越(yue)來越(yue)多(duo),且集成規(gui)模也(ye)越(yue)來越(yue)大(da),同時(shi)微(wei)流控(kong)芯(xin)片(pian)可以(yi)大(da)量(liang)平(ping)行處(chu)理(li)樣本(ben),具(ju)有(you)通(tong)量(liang)高、分析速度快、物(wu)耗(hao)低、汙(wu)染小的特(te)點(dian),使之(zhi)為(wei)材(cai)料學、化學、生(sheng)命科學、生(sheng)物(wu)醫學等(deng)領域的基(ji)礎與(yu)應(ying)用(yong)提(ti)供(gong)了(le)壹個(ge)有(you)力(li)的平(ping)臺(tai).

        盡管已(yi)經(jing)有(you)了(le)這麽多(duo)令人(ren)興(xing)奮和(he)引(yin)人(ren)註(zhu)目(mu)的發(fa)展(zhan),但(dan)是我(wo)們在(zai)微(wei)流體領域仍(reng)然(ran)面臨(lin)著挑戰,主(zhu)要體現(xian)在(zai)理(li)論研究概念(nian)和(he)解(jie)決(jue)現(xian)實(shi)世界(jie)問(wen)題(ti)的實(shi)際技(ji)術(shu)之(zhi)間(jian)的轉(zhuan)化.因此,在(zai)未(wei)來,我們仍然(ran)應(ying)該(gai)將精力(li)放(fang)在(zai)基(ji)礎研究上面,推(tui)動(dong)領域的發(fa)展(zhan),但(dan)是同時(shi)也(ye)要註重微流體技(ji)術(shu)的運(yun)用(yong),尤(you)其是(shi)在(zai)高(gao)通量(liang)領域的運(yun)用(yong).相(xiang)信(xin)不(bu)久,微(wei)流控(kong)產(chan)品(pin)將會相(xiang)繼(ji)進入(ru)市(shi)場,為(wei)人(ren)類生(sheng)命健康發展和(he)生態(tai)環境保護起(qi)到(dao)重要的推(tui)動(dong)作用(yong).