微流控芯片即時檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用研究進(jìn)展

劉冬民

摘 要：隨著近些年來社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都加快了自身的改革步伐，在這樣的時代背景之下，各種新型的科學(xué)技術(shù)層出不窮，微型化和集成化是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要方向。而微流控芯片就是其中的關(guān)鍵性技術(shù)，已經(jīng)成為了我國的前沿領(lǐng)域之一。這種技術(shù)以微機(jī)電加工為最根本，通過微通道網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建自身的結(jié)構(gòu)特征，涉及到生物分析等領(lǐng)域的各個操作環(huán)節(jié)，將這些單元功能全部集中在一塊幾平方厘米的芯片之上，并且能夠?qū)崿F(xiàn)各種常規(guī)性的生物實(shí)驗(yàn)室的功能。本文主要針對微流控芯片，即時檢驗(yàn)技術(shù)展開分析，并且提出相關(guān)的優(yōu)化措施，希望能夠推動檢測技術(shù)的應(yīng)用，為我國的社會發(fā)展打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：微流控芯片;即時檢驗(yàn)技術(shù);應(yīng)用發(fā)展

一、 微流控芯片

微流控芯片能夠?qū)崿F(xiàn)取樣預(yù)處理、分離、混合等等操作單元的功能，將其部分或者全部集中于一塊幾平方厘米的芯片之上。所以現(xiàn)代科學(xué)又將這種芯片稱之為芯片實(shí)驗(yàn)室，由于其具有著較多的優(yōu)點(diǎn)，例如成本相對較低，使用效率較高，消耗較少等等。一經(jīng)出現(xiàn)，就迅速的占領(lǐng)了我國生化領(lǐng)域的市場。再加之其表現(xiàn)出來的檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)方面的巨大潛力和應(yīng)用實(shí)際價值備，受社會各界的廣泛關(guān)注。本文通過梳理微流控芯片的應(yīng)用以及存在的問題，對其發(fā)展方向和具體應(yīng)用進(jìn)行科學(xué)的展望，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)專家學(xué)者的研究提供新的思路和方向，為微流控芯片的進(jìn)一步成熟貢獻(xiàn)自己的力量。

二、微流控芯片POCT的狀況

POCT是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種新型的檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?，是由美國醫(yī)學(xué)專家提出了一種在接近患者治療之外實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)科訓(xùn)練的臨床檢驗(yàn)技術(shù)。從這種技術(shù)的本質(zhì)上進(jìn)行分析，其主要指的是在實(shí)驗(yàn)室之外，靠近實(shí)驗(yàn)對象就可以得出相關(guān)的檢測結(jié)果的一個微型觀測系統(tǒng)。這種POCT技術(shù)在提高工作效率，提高工作的準(zhǔn)確性方面，有著極強(qiáng)的優(yōu)勢，他不僅僅能夠節(jié)省資源，降低患者等待的時間，還能夠進(jìn)一步的提高診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。尤其是在艾滋病或者血糖檢測領(lǐng)域，應(yīng)用范圍極其廣泛。雖然微流控芯片發(fā)展的時間較為短暫，但是已經(jīng)表現(xiàn)出能夠替代常規(guī)生化實(shí)驗(yàn)室的潛力，它能夠完美的承擔(dān)POCT的載體，而且成本低廉，靈敏性相對較高，是目前深化醫(yī)學(xué)發(fā)展的主流方向。而且在臨床分析，DNA分析，蛋白質(zhì)分析等方面均有著較為廣闊的應(yīng)用前景，這種V型微流控芯片能夠大幅度地減少試劑和樣品的消耗，而且及易便于運(yùn)輸，能夠從根源上打破常規(guī)性生化實(shí)驗(yàn)室的限制，尤其是打破大型貴重設(shè)備不便于運(yùn)輸?shù)闹饕獑栴}。對于發(fā)展中國家和偏遠(yuǎn)地區(qū)來說，這種微流控芯片的出現(xiàn)可以說是醫(yī)學(xué)體系改革發(fā)展的福音，能夠使當(dāng)?shù)氐尼t(yī)學(xué)力量大幅度提升，降低患者死亡的幾率。

三、微流控芯片POCT應(yīng)用現(xiàn)狀

就我國目前的微流控芯片的應(yīng)用展開分析不難發(fā)現(xiàn)，他在生物，醫(yī)學(xué)，機(jī)電，材料，物理等多方面的學(xué)科中都有著較為廣泛的應(yīng)用，目前微流控芯片POCT的主要研究方向，就是對分子診斷以及病原檢測等方面進(jìn)行發(fā)展。能夠獨(dú)立的完成血液分析，細(xì)胞分析等領(lǐng)域的研究，雖然這些領(lǐng)域互不交融，彼此獨(dú)立，但是都共同的推動著微流控芯片POCT的發(fā)展。而微流控芯片POCT也反過來反哺這些領(lǐng)域的研究成果，幫助其完善理論體系的構(gòu)建，增添實(shí)際應(yīng)用案例。

以現(xiàn)代生命科學(xué)領(lǐng)域?yàn)槔龠M(jìn)行核酸提取的過程中，微流控芯片POCT在研究的過程中表現(xiàn)出了無可替代的統(tǒng)治力，傳統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行細(xì)胞DNA提取，相當(dāng)?shù)馁M(fèi)時費(fèi)力，而且出現(xiàn)錯誤的幾率相對較高，這就導(dǎo)致醫(yī)學(xué)成本較大，同時在試進(jìn)行操作過程中，有毒試劑也會對DNA分子進(jìn)行影響，導(dǎo)致最終的結(jié)果受到干擾。而微流控芯片就可以直接從細(xì)胞中提取、隔離核酸。能夠較為直接準(zhǔn)確的得到DNA檢測分子。同時借助微流控芯片技術(shù)，對人體染色體DNA進(jìn)行提取和拉長也較為便捷，這與傳統(tǒng)的生化和靜電副作用的方式有著本質(zhì)性的區(qū)別，在對人體細(xì)胞進(jìn)行捕捉之后，能夠?qū)NA鏈纏繞拉伸在微柱之間。完成DNA的片段分析，這種技術(shù)將DNA基因重組變成了可能能夠?yàn)楹罄m(xù)的基因工程發(fā)展打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

對于我們?nèi)粘Ｉ钪猩婕暗降念I(lǐng)域來說，微流控芯片POCT同樣大大的改善了傳統(tǒng)體系。首先對于病原體病毒的檢測等等方面都有著廣泛的臨床應(yīng)用，能夠快速的診斷流行性流感將提取的分子進(jìn)行放大，能夠直觀的進(jìn)行檢測分析，這種方法檢測更加靈敏，效果更好，得到的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，并且降低了檢測的時間，經(jīng)過發(fā)展微流控芯片POCT有可能成為流感診斷的最理想工具。

四、應(yīng)用存在的問題

與傳統(tǒng)的微流控芯片相比，POCT微流控芯片在便捷性方面有著較高的要求，只需要少量或者不需要外部輔助設(shè)備就能夠?qū)崿F(xiàn)該項技術(shù)的操作，但是這也是限制了其他微流控技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用。為了避免傳染病的傳播醫(yī)學(xué)檢測的一次性是最基本的要求，所以大力推廣微流控芯片POCT技術(shù)。需要解決的最直觀問題就是如何降低生產(chǎn)制造成本，提高生產(chǎn)能力，必須保證該項裝置的造價較為便宜，才能夠提高其臨床應(yīng)用價值。

而且隨著檢測技術(shù)的多元化，微流控芯片POCT的研究方向，也容易出現(xiàn)分歧，最早是用于檢測疾病的復(fù)發(fā)和出現(xiàn)，目前也可以用于病情的監(jiān)測與管理。這就導(dǎo)致樣品的相關(guān)檢測工作偏向?qū)I(yè)性更強(qiáng)操作更復(fù)雜的領(lǐng)域，這就導(dǎo)致該項技術(shù)無法直接面向全體的醫(yī)護(hù)人員，未經(jīng)培訓(xùn)的個人無法進(jìn)行該項技術(shù)裝置的操作。這也對微流控芯片 POCT的推廣造成了影響。

五、結(jié)束語

綜上所述，雖然微流控芯片技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)研發(fā)成熟并且推向市場，但是由于該項技術(shù)還處于開發(fā)階段，必須進(jìn)行技術(shù)改革完善之后才能夠真正的投入使用。但是不難發(fā)現(xiàn)微流控芯片，POCT技術(shù)正在逐步的走向成熟，最終能夠走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入到應(yīng)用領(lǐng)域，提高我國公民日常生活的便利性，提高醫(yī)學(xué)水平，幫助醫(yī)學(xué)體系構(gòu)建完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]叢燁，王佑平，韓夏荷，鄧權(quán)峰，羅勇，張秀莉.用于藥物毒性評價的微流控器官芯片技術(shù)[J/OL].世界中醫(yī)藥：2020（12）：22

[2]劉閃閃，魏釗陽，陳硯美，甘喜武，付軍，張萬舉.從物質(zhì)分離到微流控芯片技術(shù)[J].黃岡師范學(xué)院學(xué)報，2020（06）：93-96.

（北京保利微芯科技有限公司? 北京? 101399）