微流控芯片已成為醫療檢測的核心技術
微流控芯片是指把生物和化學等領域中所涉及的樣品制備、生物與化學反應、分離、檢測等基本操作單元集成或基本集成到一塊平方厘米的芯片上,用以完成不同的生物或化學反應過程,并對其產物進行分析,最終實現“芯片實驗室”的一種技術。
微流控分析芯片是通過微細加工技術將微管道、微泵、微閥、微儲液器、微電級、檢測元件、窗口和連接器等功能元器件,像集成電路一樣集成在芯片材料上。
微流控芯片單元結構的尺度,使它可能同時容納分子、細胞、仿生的組織、甚至器官,而芯片特殊的流體精準操控體系又能同時捕捉物理、化學和生物數據。目前微流控芯片技術應用十分廣泛。
微流控芯片在醫學檢測中的應用
1、離子檢測
離子分析在環境科學、生命科學以及食品工業等許多領域中都有重要的用途。臨床醫學中也少不了對各種離子的檢測,如血液分析、培養液監測。經過近年的發展,微流控芯片技術在離子分析領域取得了很多研究成果。
2、代謝物的檢測
代謝是生命的基本特征。從有生命的單細胞到復雜的人體,都與周圍環境不斷進行物質和能量交換,這一交換過程稱為代謝或物質代謝。對代謝物的分析,能夠幫助人們更好的理解病變過程以及機體內物質的代謝途徑。微流控芯片技術為靈活快捷地分析代謝物提供了新的方法,一些代謝物的分離、檢測已經在微流控芯片上得到了實現。
研發出類器官微流控芯片
據了解,新藥在上市前需要進行大量的藥代動力學、毒性和活性評價等臨床前藥物篩選過程,傳統的方法則以動物實驗為主。此次研發的芯片能同時測定藥物的吸收、分布、代謝、消除等藥代動力學參數,并能進行藥物的抗腫瘤和肝毒性評價,初步具備了試驗用動物的功能。該芯片由數個基本模塊依次由上而下連接構成,可靈活組合、規模集成,并根據實際需要,任意更換其中的細胞和組織種類以及模塊的疊放順序,從而朝最終取代臨床前動物試驗邁出了重要一步。
微流控芯片模式生物衰老研究獲新進展
為了研究白藜蘆醇苷的抗衰老作用和分子機制,科研人員以經典的模式生物秀麗隱桿線蟲為衰老模型,首次建立了集單線蟲進樣、長期培養、運動監測、固定及成像多功能的集成化微流控藥物評價平臺,研究考察了天然提取物白藜蘆醇苷對線蟲的抗衰老作用及其機制。
此次研究揭示了白藜蘆醇苷對線蟲的抗衰老作用及新的調控機制,顯示了微流控芯片用于整體動物水平高通量/高內涵藥物評價的潛力,并為抗衰老藥物的研究和開發提供了一種新的平臺。
微流控技術目前最主要的應用在于醫療診斷和精確治療,也已成為醫療和生命科學領域的核心技術制高點,該技術走向常規檢驗領域,將使得偏遠地區醫療診斷技術快速普及和提高。隨著技術的不斷發展,生物醫療行業正朝著個人化醫療方向發展,微流控技術將越來越多應用到即時診斷、新藥研制和精準醫療等領域。
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