微流控芯片技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
微流控芯片技術(shù)可以用于各個分析領(lǐng)域,如生物醫(yī)學(xué)、新藥物的合成與篩選、以及食品和商品檢驗、環(huán)境監(jiān)測、刑事科學(xué)、軍事科學(xué)和航天科學(xué)等其他重要應(yīng)用領(lǐng)域。目前的應(yīng)用重點主要集中于在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:核酸分離和定量、DNA測序、基因突變和基因差異表達分析、蛋白質(zhì)的篩分、藥物研究等。
(1) 微流控芯片技術(shù)用于毛細管電泳分離:毛細管電泳芯片是微流控芯片中發(fā)展最早、發(fā)展最快的一項芯片技術(shù)。在對DNA片段、多肽、蛋白質(zhì)等生物分子分析中,表現(xiàn)出超強分析能力,被認為是后基因時代中最有希望攻克蛋白質(zhì)研究、基因臨床診斷等科學(xué)難題的分離分析手段之一。
(2) 微流控芯片技術(shù)用于基因測序:從基因測序原理來講,芯片毛細管電泳測序表現(xiàn)出了更大的優(yōu)越性:首先芯片有獨特的注樣方式和更細的分離通道,能實現(xiàn)DNA的快速分離;另一方面微流控芯片采用微加工技術(shù)進行制造,一塊芯片上可集成更多的毛細管,實現(xiàn)高通量測序;最后實現(xiàn)了產(chǎn)物處理和分析的集成化,減少了人為干擾。
(3) 微流控芯片技術(shù)用于PCR反應(yīng):用微流控芯片進行PCR擴增及相關(guān)檢測時,可大大簡化操作步驟、顯著提高檢測效率。把PCR芯片與毛細管電泳芯片二者集成起來,該芯片系統(tǒng)集取樣、PCR擴增和CE分離于一體,節(jié)省了試劑消耗、加快了分析速度,同時也避免了實驗操作中的人為污染。
(4) 微流控芯片技術(shù)用于器官芯片:器官芯片是指在一塊微流控芯片平臺上模擬器官功能的一種科學(xué)技術(shù)。其主要目標是通過在芯片上模擬生物體的環(huán)境,進行細胞、組織和器官培養(yǎng),研究并控制細胞在體外培養(yǎng)過程中的生物行為,實現(xiàn)模擬生物體環(huán)境的器官移植和藥物性評價等。目前已有腎芯片、肝芯片、胰島芯片、腸芯片、血管糖鄂芯片和腫瘤新品等的臨床應(yīng)用。
(5) 微流控芯片技術(shù)用于液體活檢:通過構(gòu)建微流控微柱陣列芯片,實現(xiàn)CTC的高效捕獲與無損釋放。該方法在癌癥的精準診斷、用藥指導(dǎo)、療效評估方面具有重要的應(yīng)用前景。
(6) 微流控芯片技術(shù)用于單細胞分析:由于細胞與細胞之間存在差異,群體細胞的研究結(jié)果只能得到一群細胞的平均值,這往往會掩蓋個體差異信息。微流控芯片為細胞生物功能研究提供了新思路。
(7) 微流控芯片技術(shù)用于核酸分析:采用微流控芯片技術(shù)用于PCR擴增及相關(guān)檢測可簡化操作步驟及顯著提高檢測效率。
(8) 微流控芯片技術(shù)用于藥物篩選:細胞藥物篩選的高通量化、減低藥物篩選成本、二維結(jié)構(gòu)或者三維微結(jié)構(gòu)區(qū)域可產(chǎn)生低剪切力、集成化優(yōu)勢明顯。
審核編輯:湯梓紅
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