憑借易操作，速度快，可靠性高且成本低廉的特點，微流控即時診斷工具吸引了一大批粉絲。微流控芯片技術(Microfluidics)是把生物、化學、醫(yī)學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程。
微流控芯片技術已經(jīng)發(fā)展成為一個生物、化學、醫(yī)學、流體、電子、材料、機械等學科交叉的嶄新研究領域。
微流控芯片內部具有不同大小的通道，儲液器，試劑，泵和閥，傳感器以及檢測機制，可輸出反應結果。LoC(Lab on chip)可以通過模制塑料或層壓板制成，并可以大量生產(chǎn)。微流控診斷技術具有檢測時間短并且檢測通量高的優(yōu)勢，是可產(chǎn)生臨床結果的低成本診斷測試。 以下是微流控診斷設備重要的五個應用。
1.傳染病診斷
微流控盒測試套件是最重要的檢測傳染病的產(chǎn)品，試劑盒可在診所和家庭中提供快速有效的診斷結果。POCT診斷工具將有助于控制社區(qū)內傳染病的傳播，提供及時的治療并有效地管理患者。
GeneXpert產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展成為世界上最先進的全自動分子診斷平臺，它能夠將樣品制備，核酸擴增與檢測完全整合到一個小小的檢測試劑盒中，使得即使不具備專業(yè)技術的人員也可以進行復雜的分子檢測，檢測目標針對不同的疾病或病原菌，具有集成度高，檢測范圍全面，檢測過程快捷，檢測儀器靈活和測試過程安全的特點。
BioFire公司的FilmArray微流控芯片是目前已經(jīng)成功商業(yè)化的微流控產(chǎn)品，該芯片采用多重PCR分析技術，在運行過程中，系統(tǒng)從未處理的樣品中提取并純化所有核酸。接下來，執(zhí)行嵌套的多重PCR。在第一階段，系統(tǒng)執(zhí)行單個大體積的多重反應。最后，單獨的單重第二階段PCR反應檢測出第一階段PCR的產(chǎn)物，并且整個檢測過程比傳統(tǒng)PCR或RT-PCR方式要快得多，只需要大約一個小時的時間，非常適合于傳染病的早期快速篩查。
2.自身免疫性疾病診斷
我們的身體會產(chǎn)生抗體來攻擊和破壞細菌和病毒等物質。但是在自身免疫性疾病中，抗體會攻擊并破壞人體組織而不是異物。這會導致類風濕關節(jié)炎，硬皮病和狼瘡等疾病。這些健康問題還會影響結締組織，例如皮膚和關節(jié)，血管和其他組織。
大學研究人員開發(fā)了一種體外使用光固定的自身抗原微陣列檢測免疫系統(tǒng)疾病的方法。在他們的設備中，他們使用了微流控陣列，該陣列上有與聚合物和光反應性交聯(lián)劑混合的自身抗原水溶液。在他們的測定中，將患者血清添加至微陣列板，通過過氧化物酶偶聯(lián)的抗IgG抗體檢測微點自身抗原上吸收的抗原特異性IgG。用敏感的CCD照相機檢測被過氧化物酶分解的底物的化學發(fā)光強度。另外，該裝置被包含微通道的聚二甲基硅氧烷片覆蓋并且進行自動測量。這項技術尚未商業(yè)化，但有潛力成為POCT上易于使用的自身免疫檢測工具。
3.癌癥診斷
微流控平臺目前正用于檢測與乳腺癌相對應的基因突變，包括DNA和miRNA突變。由于其高通量和低時間要求，與傳統(tǒng)的檢測方法相比，這些平臺能夠在更短的時間內分析更多的樣品量。目前已經(jīng)開發(fā)出可分析血液中多種蛋白質的微流控芯片，以節(jié)省更多時間和資源。
量子點(QD)是用于增強樣本圖像分辨率的晶體材料。研究科學家報告說，他們已經(jīng)開發(fā)出一種微流體芯片，可以在樣品收集后的10分鐘內對大量蛋白質進行采樣。這種芯片可以與納米粒子結合使用，從而在較短的測試時間內獲得更高的分辨率。另一項研究是利用微流體芯片和QD來測量癌癥生物標志物并檢測與前列腺癌和乳腺癌有關的miRNA。
4.心血管疾病(CVD)診斷
研究人員，臨床醫(yī)生對及時準確地診斷這種疾病非常感興趣。用于CVD生物標志物檢測的大多數(shù)常規(guī)方法使用基于微孔板的免疫測定和聚合酶鏈反應。這種方法成本高，需要更多時間以獲得結果，并且涉及復雜的實驗室程序。
目前，已經(jīng)開發(fā)了基于LoC的平臺，用于使用各種基于分子和細胞的診斷生物標記物進行CVD生物標記物檢測和分析。這些微流控平臺不僅能夠實現(xiàn)更好的樣品制備，化學操作和反應，并具有高通量和便攜性，而且由于整合了各種新穎的檢測技術，還提供了諸如無標記檢測以提高靈敏度。
美晶醫(yī)療的CellRichTM循環(huán)腫瘤細胞檢測系統(tǒng)采用免疫納米磁顆粒并結合先進的微流體芯片設計專利技術對微量細胞進行捕獲和分析，是一種先進的循環(huán)腫瘤細胞檢測與分析的新型液體活檢平臺。
5.性傳播疾病(STD)診斷 如果不加以診斷和治療，性傳播疾病將導致很大的發(fā)病率和死亡率，包括出生缺陷和死產(chǎn)嬰兒。隨著對便攜式STD測試的需求不斷增加，許多企業(yè)正逐漸瞄準家用或診所使用的微流控設備試圖更快的診斷并發(fā)現(xiàn)疾病。
SelfDiagnostics將標準PCR(聚合酶鏈反應)實驗室技術帶到家庭用戶中。PCR是大多數(shù)實驗室和醫(yī)生使用的主要診斷方法。SelfDiagnostics的產(chǎn)品在靈敏度和準確性上與實驗室測試相同而免除了實驗室檢測的繁瑣步驟和昂貴儀器的使用。STD-multiest是在專利分子診斷平臺上基于NINAAT(非儀器核酸擴增)技術開發(fā)的。
測試直接檢測病原體的遺傳物質，只需取一小滴體液(尿、唾液或血液)，進行測試，幾分鐘內即可得到結果。SelfDiagnostics的技術發(fā)明是將細胞裂解、等溫放大和簡單的橫向流動可視化結合起來，所有這些都與內部開發(fā)的新型微流控芯片相結合。這項技術已在全球獲得7項專利。
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