你了解微流控芯片技術(shù)嗎?微流控芯片有何應(yīng)用?

在下述的內(nèi)容中，小編將會(huì)對(duì)微流控芯片的相關(guān)消息予以報(bào)道，如果芯片是您想要了解的焦點(diǎn)之一，不妨和小編共同閱讀這篇文章哦。

一、微流控芯片技術(shù)

微流控芯片技術(shù)(Microfluidics)也被稱為芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-On-a-Chip, LOC)，涉及物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、流體、電子、材料、機(jī)械等多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域。通過(guò)微通道、反應(yīng)室和其他某些功能部件，對(duì)流體進(jìn)行精準(zhǔn)操控，對(duì)生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過(guò)程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成分析，具有液體流動(dòng)可控、集成化、消耗低、通量高、分析快等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等研究領(lǐng)域?；谖⒘骺匦酒夹g(shù)的人體器官芯片(Human organs-on-chips)近幾年來(lái)發(fā)展迅速，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)肺、腎、腸、肝、心臟、血管、皮膚、大腦、骨骼、乳腺、脾臟、血腦屏障、氣血屏障等芯片的構(gòu)建，通過(guò)與細(xì)胞生物學(xué)、工程學(xué)和生物材料等多種學(xué)科的方法相結(jié)合，體外模擬多種活體細(xì)胞、組織器官微環(huán)境，反映人體組織器官的主要結(jié)構(gòu)和功能特征。

人體不同器官或整個(gè)系統(tǒng)的毒性檢測(cè)是藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)研究的重要部分，傳統(tǒng)的二維細(xì)胞培養(yǎng)模式以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)取得了諸多成就，但受周期、成本、精準(zhǔn)度、倫理等因素的限制，難以預(yù)測(cè)人體對(duì)于各種藥物的響應(yīng)。研究表明：人體器官芯片技術(shù)能準(zhǔn)確地控制多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)，與傳統(tǒng)的毒理學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相比更能反映人體內(nèi)真實(shí)情況，在新藥篩選方面更具特異性。因此，利用微加工技術(shù)，建立更接近人體環(huán)境的仿生系統(tǒng)成為體外生理模型的研究熱點(diǎn)。

二、微流控芯片應(yīng)用

1、新一代床旁診斷(POCT)技術(shù)

POCT可直接在被檢者身邊提供快捷有效的生化指標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)用藥，使檢測(cè)、診斷、治療成為一個(gè)連續(xù)過(guò)程，對(duì)于疾病的早期發(fā)現(xiàn)和治療具有突破性的意義。

POCT儀器發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)是小型化、“傻瓜”式，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需專業(yè)人員，直接輸入體液樣本，即可迅速得到診斷結(jié)果，并將信息上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，由醫(yī)生指導(dǎo)保健。目前，市場(chǎng)上有多種即時(shí)診斷方法，簡(jiǎn)單的流動(dòng)測(cè)試工作沒(méi)有流體管理技術(shù)，而當(dāng)測(cè)試復(fù)雜性增加時(shí)，微流控技術(shù)是必要的。

微流控芯片所具有的多種單元技術(shù)在微小可控平臺(tái)上靈活組合和規(guī)模集成的特點(diǎn)已使其成為現(xiàn)代POCT技術(shù)的首選，經(jīng)過(guò)近年的發(fā)展，已涌現(xiàn)了一批微流控芯片POCT分子診斷和免疫診斷的成功案例。

2、PCR-微流控芯片CE

微型反應(yīng)器是芯片實(shí)驗(yàn)室中常用的用于生物化學(xué)反應(yīng)的結(jié)構(gòu)，如毛細(xì)管電泳、聚合酶鏈反應(yīng)、酶反應(yīng)和DNA 雜交反應(yīng)的微型反應(yīng)器等 。其中電壓驅(qū)動(dòng)的毛細(xì)管電泳(Capillary Electrophoresis ， CE) 比較容易在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)，因而成為其中發(fā)展最快的技術(shù)。

它是在芯片上蝕刻毛細(xì)管通道，在電滲流的作用下樣品液在通道中泳動(dòng)，完成對(duì)樣品的檢測(cè)分析，如果在芯片上構(gòu)建毛細(xì)管陣列，可在數(shù)分鐘內(nèi)完成對(duì)數(shù)百種樣品的平行分析。

微流控芯片CE 以毛細(xì)管電泳為該芯片主體，無(wú)需進(jìn)行探針雜交，受檢樣品的信號(hào)獲得率接近百分之百。

微流控芯片CE 可檢測(cè)15~7500bp范圍的PCR 產(chǎn)物，分辨率可達(dá)20bp ，樣品微量化使擴(kuò)散進(jìn)一步減少，分離效果極好，每孔可供多個(gè)不同的PCR 產(chǎn)物作同時(shí)分析。

目前其應(yīng)用主要集中在核酸分離和定量、DNA 測(cè)序、基因突變和基因差異表達(dá)分析等。另外，蛋白質(zhì)的篩分在微流控芯片中也已有報(bào)道針對(duì)病原微生物基因組的特征性片段、染色體DNA 的序列多態(tài)型基因變異的位點(diǎn)及特征等，設(shè)計(jì)和選擇合適的核酸探針，經(jīng)PCR 擴(kuò)增后檢測(cè)，就能獲得病原微生物種屬、亞型、毒力、抗藥、致病、同源性、多態(tài)型、變異和表達(dá)等信息，為疾病的診斷和治療提供一個(gè)很好的切入點(diǎn)。

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