微流控芯片特點及其發展前景
微流控的研究始于80年代初并用于噴墨打印機噴頭,DNA芯片,實驗室芯片技術,微推動及溫度脈沖技術。這項技術能精確控制和操控微尺度流體,尤其特指亞微米結構;其大多數的應用都采用被動流體控制技術,如毛細作用力。在實驗室中,通常用于提高芯片操作上的工作效率和流動性,以及減少樣品與試劑的體積消耗。微流體與微量的區別在于流體的流動性,通過流體的表面張力、動力消耗與流動阻力控制流體系統。
微流控芯片,又稱其為微流控芯片實驗室或芯片實驗室,它是微流控技術實現的主要平臺,可在類似一枚郵票或一張信用卡大小的芯片上完成生物或化學實驗室各種功能的技術。它把生物和化學等領域所涉及的樣品制備、生物與化學反應、分離、檢測,細胞培養、分選、裂解等基本操作單元集成到一塊幾平方厘米的芯片上,由微通道形成網絡,以可控流體貫穿整個系統,自動完成分析全過程。其不僅體積輕巧、使用樣品及試劑量少,且反應速度快、可大量平行處理及可即用即棄,是集微量樣品制備、進樣、反應、分離及檢測于一體的快速、高效、低耗的微型分析實驗裝置。
微流控芯片的特點
芯片集成的單元部件越來越多,且集成的規模也越來越大,使著微流控芯片有著強大的集成性。同時可以大量平行處理樣品,具有高通量的特點,分析速度快、物耗低,污染小,分析樣品所需要的試劑量僅幾微升至幾十微升,被分析的物質的體積甚至在納升級或皮升級。
廉價,安全,因此,微流控分析系統在微型化、集成化和便攜化方面的優勢為其在生物醫學研究、藥物合成篩選、環境監測與保護、衛生檢疫、司法鑒定、生物試劑的檢測等眾多領域的應用提供了極為廣闊的前景。
微流控芯片的發展前景
微流控分析芯片最初只是作為納米技術革命的一個補充,在經歷了大肆宣傳及冷落的不同時期后,最終卻實現了商業化生產。微流控分析芯片最初在美國被稱為"芯片實驗室",在歐洲被稱為"微整合分析芯片",隨著材料科學、微納米加工技術和微電子學所取得的突破性進展,微流控芯片也得到了迅速發展,但還是遠不及"摩爾定律"所預測的半導體發展速度。
原則上,微流控芯片可以用于各個分析領域,如生物醫學、新藥物的合成與篩選、以及食品和商品檢驗、環境監測、刑事科學、軍事科學和航天科學等其他重要應用領域,其中生物分析是熱點。目前其應用主要集中在核酸分離和定量、DNA 測序、基因突變和基因差異表達分析等。另外,蛋白質的篩分在微流控芯片中也已有報道針對病原微生物基因組的特征性片段、染色體DNA 的序列多態型?基因變異的位點及特征等,設計和選擇合適的核酸探針,經PCR 擴增后檢測,就能獲得病原微生物種屬、亞型、毒力、抗藥、致病、同源性、多態型、變異和表達等信息,為疾病的診斷和治療提供一個很好的切入點。
國際上公認的PCR 產物檢測共有五種方法,按其靈敏度高低順序排列為:毛細管電泳法、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 以毛細管電泳為該芯片主體,無需進行探針雜交,受檢樣品的信號獲得率接近百分之百。微流控芯片CE 可檢測15~7500bp范圍的PCR 產物,分辨率可達20bp ,樣品微量化使擴散進一步減少,分離效果極好,每孔可供多個不同的PCR 產物作同時分析。
我國在微流控分析方面的研究雖然起步較國外晚了四到五年,但在多個相關的學科領域都具有足夠的積累與優勢,我國具有世界上最大的微流控芯片市場,用中國的芯片產品占領這一市場是我國科學家責無旁貸的使命。3月26日多名微流控領域的專家也將參加在上海舉辦的2015(第三屆)先進體外診斷技術峰會,共同對微流控的先進技術進行總結和分析,對我國的微流控芯片研究領域進行更多的解讀。相信經過不懈的努力,微流控芯片蓬勃的發展在我國很快將會到來。
標簽:   微流控芯片 微流控
- 上一條聚四氟乙烯的特點和應用
- 下一條恒溫培養箱的原理