微流控技術熱點你get到了多少？

　　隨著醫療行業逐漸向個性化醫療發展，臨床檢測診斷技術也在不斷升級以適應市場需求。由于具有創新的解決方案和相對優勢的應用成本，微流控吸引了越來越多的關注，其潛在的市場價值已經得到投資者的認可。

　　微流控芯片技術是生物芯片的基石，它通過多學科交叉將化學、生物學、醫學等領域所涉及的樣品預處理、生化反應、分選及檢測等過程集成到幾平方厘米的芯片上，從而實現從樣品前處理到后續分析的微型化、自動化、集成化和便攜化的技術，具有樣品消耗少、檢測速度快、操作簡便、多功能集成、體小和便于攜帶等優點。

　　目前，微流控技術已經在很多領域展現出了巨大應用前景，一起來看一下！

　　單細胞檢測分析

　　單細胞分析對重大疾病的早期診斷、治療、 藥物篩選及細胞生理、病理過程的研究有重要意義。傳統的細胞學研究依賴于大量細胞(103~104 個), 將群體值作為反應結果，但相同狀態下的細胞在表型和基因型方面也存在異質性。通過細胞群體分析獲得的統計平均結果, 掩蓋了單個細胞之間的差異。

　　而微流控芯片具有高通量、低消耗、微型化、集成化和大規模平行處理等特點，可以通過重力、磁力、流體力等實現對單細胞的捕獲，準確地操作分析微量樣品，從而為單細胞的研究提供平臺。

　　中國在這一領域的發展可圈可點。幾個月前，清華大學的林金明教授團隊報道了一種基于微流控芯片技術的“單細胞提取器”，可對任意貼壁生長單細胞進行原位、無損地提取。通過包含兩個平行微通道的探針式微流控芯片設計，實現了開放環境下微區域流體的控制。這種方法不僅成功揭示了細胞粘附強度和細胞活性之間的關聯，且為單細胞電泳、單細胞質譜、單細胞基因檢測等提供了新的樣品提取方法。

　　即時檢驗和臨床診斷

　　即時檢驗技術對于一些惡化迅速的疾病而言非常重要。微流控檢測芯片因其固有的快速、靈敏特點和取代常規生化實驗室的潛力。在即時診斷（POCT）領域，微流控技術在包括臨床分析（血氣分析、葡萄糖／乳酸分析等）、DNA分析（包括核酸序列分析）、蛋白質組學分析（蛋白質和肽）、綜合分析、免疫測定、毒性檢測和法醫鑒定等一系列生化分析領域具有廣闊的應用前景

　　目前，已有多家公司推出了微流控 POCT 產品，包括血糖儀、血液分析儀等，可支持血液中血氣、電解質、生化、血凝、心肌標志物等物質的快速檢測。更多基于微流控技術的即時檢驗設備正在商業化的途中。

　　小型化、便攜式微流控系統

　　對于化學檢測分析領域，很多人的概念還停留在實驗室里一臺臺大型儀器的印象。但隨著床邊檢測概念的興起，便攜式檢測分析設備的需求正在不斷擴大。微流控技術也在其中發揮著重要的作用。舉個例子，微流控PCR儀可實現對基因樣品的熒光定量檢測。通過將PCR芯片、溫控單元、熒光信號采集單元等組件結合到一起，能夠將檢測設備縮小到可以不必禁錮在專門的實驗室中，可以帶至各處使用。

　　微流控與藥物活性、毒性研究

　　新藥研發通常包括藥物和活性成分的發現、篩選，藥物作用靶點、藥物代謝以及藥物毒性的研究等內容。對大量候選藥物進行快速、高通量、低成本、低消耗的研究是當前藥物活性成分發現和篩選的目標及需求。而這又是微流控技術可以大展身手的一個領域。

　　目前的技術已經能夠將微流控芯片與質譜聯用，可整合細胞培養、代謝物產生、樣品預處理和檢測等多個單元，從而進行藥物代謝的研究。集成化的微流控芯片也可同時進行高通量的細胞毒性篩選和ESI-Q-TOF質譜對代謝物的在線監測。相信在未來，進一步的整合能夠大大加速藥物的研發進度，造福廣大患者。

　　器官集成芯片與器官仿生

　　生物組織、器官的體外模型是揭示人類生理和病理的不可缺少的工具。而基于微流控芯片的器官模型通過特定方式將細胞培養或組裝到微流控芯片中，根據生物體中的器官結構在體外對其進行重建,用以研究特定環境下器官的生理機能和構建體外的特異性疾病模型。這種技術對于藥物毒性和藥效的預測比常規體外模型更有潛力，它能夠提供對于組織乃至器官水平的作用機制的深入了解，能應用于藥物的吸收、分布、代謝和排泄的預測以及藥物毒性的研究。

　　現在已有技術能夠模擬肝、腸、肺等多種器官。舉個例子，在基于仿生微流控芯片的腸肝系統模型中，研究人員利用微流控芯片模擬出了環磷酰胺藥物經過腸吸收-肝代謝再到達腫瘤病灶的過程，結果表明環磷酰胺經過腸吸收后被肝代謝產生了對Hela細胞有明顯抑制作用的醛磷酰胺。而此前哈佛大學也有研究人員采用由肺細胞、滲透膜以及毛細血管制成的“芯片肺”再現了臨床中癌癥患者使用白介素-2導致肺水腫的藥物毒性，并發現了用血管緊張素-1及一種新的香草酸受體4的例子通道抑制劑驗證芯片的功能，發現其能抑制白介素-2的藥物毒性，減少血管外滲。像 “芯片肺”，“芯片腎”乃至“微腦”這樣的微流控技術如今都已經不再是天方夜譚，微流控技術在模擬器官功能和器官之間的關系這一方面正在成為中堅力量。