微流控芯片檢測(cè)技術(shù)_微流控芯片是否有前景

　　微流控芯片檢測(cè)技術(shù)

　　微流控芯片檢測(cè)器的性能要求檢測(cè)是微流控芯片里相對(duì)特殊的一一個(gè)操作單元，它的基本功能是用于捕捉并放大微流控芯片某一部分產(chǎn)生的信號(hào)。與傳統(tǒng)的儀器分析系統(tǒng)相比，微流控芯片分析系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)器有一些特殊的要求：

　　1.更高的靈敏度和信噪比

　　在微流控芯片分析過(guò)程中，被檢測(cè)物質(zhì)的進(jìn)樣體積小，檢測(cè)區(qū)域也非常小，因此要求檢測(cè)器具有更高的靈敏度和信噪比。

　　2.更快的響應(yīng)速度

　　由于芯片通道一般較短 ，很多微反應(yīng)與微混合會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)完成，因此要求檢測(cè)器有很快的響應(yīng)速度。

　　3.特殊的結(jié)構(gòu)

　　考慮到檢測(cè)器要與芯片的微通道尺度相匹配，并使得總體分析系統(tǒng)微型化，微流控芯片檢測(cè)器還應(yīng)該具備特殊的結(jié)構(gòu)以適應(yīng)于芯片耦合，達(dá)到集成化要求。

　　4.體積小成本低

　　微流控檢測(cè)器的功能與分類：

　　微流控芯片檢測(cè)器一般按其檢測(cè)原理進(jìn)行分類。基于不同的檢測(cè)原理大致可以分為光學(xué)檢測(cè)器、電化學(xué)檢測(cè)器、質(zhì)譜檢測(cè)器、核磁共振檢測(cè)器等。其中光學(xué)檢測(cè)器是通過(guò)檢測(cè)光的各種參量來(lái)確定生化樣品的各項(xiàng)指標(biāo)，它在微流控芯片的信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。

　　光譜儀（ Spectroscope）是將成分復(fù)雜的光分解為光譜線的科學(xué)儀器，由棱鏡或衍射光柵等構(gòu)成 ，利用光譜儀可測(cè)量物體表面反射的光線。陽(yáng)光中的七色光是肉眼能分的部分（可見光） ，但若通過(guò)光譜儀將陽(yáng)光分解，按波長(zhǎng)排列，可見光只占光譜中很小的范圍，其余都是肉眼無(wú)法分辨的光譜，如紅外線、微波、紫外線、X射線等等。通過(guò)光譜儀對(duì)光信息的抓取、以照相底片顯影，或電腦化自動(dòng)顯示數(shù)值儀器顯示和分析，從而測(cè)知物品中含有何種元素。

　　電化學(xué)檢測(cè)器：

　　以測(cè)量某-化學(xué)體系或試樣的電響應(yīng)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的一類分析方法。它把測(cè)定的對(duì)象構(gòu)成-一個(gè)化學(xué)電池的組成部分， 通過(guò)測(cè)量電池的某些物理量，如電位、電流、電導(dǎo)或電量等，求得物質(zhì)的含量或測(cè)定某些電化學(xué)性質(zhì)。

　　微流控芯片是否有前景

　　微流控芯片最初只是作為納米技術(shù)革命的一個(gè)補(bǔ)充，在經(jīng)歷了大肆宣傳及冷落的不同時(shí)期后，最終卻實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。微流控芯片最初在美國(guó)被稱為“芯片實(shí)驗(yàn)室”，在歐洲被稱為“微整合分析芯片”，隨著材料科學(xué)、微納米加工技術(shù)和微電子學(xué)所取得的突破性進(jìn)展，微流控芯片也得到了迅速發(fā)展，但還是遠(yuǎn)不及“摩爾定律“所預(yù)測(cè)的半導(dǎo)體發(fā)展速度。

　　原則上，微流控芯片可以用于各個(gè)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(yàn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、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，其中生物分析是熱點(diǎn)。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)。

　　國(guó)際上公認(rèn)的PCR產(chǎn)物檢測(cè)共有五種方法，按其靈敏度高低順序排列為：毛細(xì)管電泳法、固相雜交法、液相雜交法、高壓液相雜交法和凝膠電泳法（不推薦臨床）。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。

　　我國(guó)在微流控分析方面的研究雖然起步較國(guó)外晚了四到五年，但在多個(gè)相關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域都具有足夠的積累與優(yōu)勢(shì)，我國(guó)具有世界上最大的微流控芯片市場(chǎng)，用中國(guó)的芯片產(chǎn)品占領(lǐng)這一市場(chǎng)是我國(guó)科學(xué)家責(zé)無(wú)旁貸的使命。多名微流控領(lǐng)域的專家也將參加在上海舉辦的先進(jìn)體外診斷技術(shù)峰會(huì)，共同對(duì)微流控的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和分析，對(duì)我國(guó)的微流控芯片研究領(lǐng)域進(jìn)行更多的解讀。相信經(jīng)過(guò)不懈的努力，微流控芯片蓬勃的發(fā)展在我國(guó)很快將會(huì)到來(lái)。

　　微流控芯片發(fā)展趨勢(shì)

　　1、基于液滴微流控的超高通量篩選技術(shù)將對(duì)新藥研發(fā)、生物工程酶的改進(jìn)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究起到關(guān)鍵的推進(jìn)作用;

　　2、微流控芯片將成為單細(xì)胞分析的核心工具，促進(jìn)單細(xì)胞基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)的發(fā)展，從單細(xì)胞層次揭示新的分子機(jī)制、信號(hào)傳導(dǎo)和代謝通路;

　　3、以數(shù)字PCR芯片和循環(huán)腫瘤細(xì)胞CTC捕獲芯片為代表的新型“液體活檢”診斷工具，將可能突破當(dāng)前癌癥早期診斷和術(shù)后療效評(píng)估存在的技術(shù)瓶頸，成為新的癌癥診斷標(biāo)準(zhǔn);

　　4、器官芯片和人體芯片技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，可能在芯片上構(gòu)建用于藥物研究的仿生人體，從而顯著降低當(dāng)前新藥研究成本和研發(fā)周期;

　　5、微流控芯片將在即時(shí)檢驗(yàn)中扮演著越來(lái)越關(guān)鍵的作用，在傳染病檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)察、食品安全檢測(cè)、農(nóng)殘檢測(cè)、家用醫(yī)療儀器等方面具有強(qiáng)大的市場(chǎng)前景。