微流控紙芯片在移動醫療現場檢測(POCT)的優勢
傳統的生化檢測方法大多數以實驗室為基礎,需要昂貴復雜的儀器和專業的操作人員,無法滿足移動醫學檢測的需要,已成為制約移動醫療向更深層次發展的關鍵瓶頸。移動醫療檢測,作為一種現場檢測(point-of-care testing, POCT),需要微型化、集成化、自動化的分析檢測器件,因此上世紀末發展起來的微流控分析技術在一定程度上可以滿足它的需求。但傳統微流控芯片(如PDMS和玻璃芯片等)制作工藝復雜,成本高,需要龐大的控制和檢測系統,因此應用于移動醫療還有許多問題需要解決。
紙微流控芯片與傳統微流控芯片相比有一些不可替代的優勢。
圖為 汶顥股份紙芯片產品
1、紙重量很輕,便于攜帶,價格低廉;
2、紙芯片制作簡單、快速,僅需要簡單的辦公室打印機就可大量制作,便于在實驗中不斷改進設計方案,優化芯片結構,快速提高分析性能;
3、紙芯片利用毛細作用進樣并驅動樣品流動,不僅解決了傳統微流控芯片需要泵和電源的問題,簡化了檢測時所需的配套設備,而且因為空氣不受紙的毛細作用,無法進入紙芯片通道,所以又解決了微流控芯片如何檢測混有大量氣泡的液體樣品(比如唾液、尿液)的問題;
4、分析所需要的全部試劑預先附載在紙芯片上,分析過程中只需一步取樣即可得到檢測結果,無需另外滴加試劑,所以不會產生試劑的泄漏、污染等影響使用者的安全與健康的問題。
與簡單的試紙相比,紙芯片需要很少的樣品和試劑,并且可以在一片芯片上集成幾乎所有在傳統微流控芯片上能夠實現的分析功能(例如多元檢測、信號放大、樣品前處理等),有利于提高檢測的靈敏度和選擇性;制作紙芯片的纖維素材料透氣性、生物兼容性和柔韌性好,相對于其他材料,更適合做成可穿戴設備。
基于紙基微流控技術為基礎,可以面向疾病診斷、食品安全和腦科學等重大檢測需求開發相應的檢測芯片,如用于血糖、白蛋白等常規生化指標的檢測芯片、尿液中疾病標志物的檢測芯片、食品中農藥和重金屬離子檢測芯片、可反映人應激狀態的唾液淀粉酶檢測芯片等等。
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